captcha image

A password will be e-mailed to you.

Jaki jest kolor Twoich oczu? Jeśli odpowiedź nie brzmi: „brązowy”, to niestety, nie masz racji.

A w zasadzie… nie miałbyś racji twierdząc, że na taki właśnie kolor zabarwiona jest Twoja tęczówka. Dlaczego? Ponieważ w oku istnieje tylko jeden rodzaj pigmentu: melanina [1], która barwi wyłącznie na odcienie brązowawe. A zatem, jak to możliwe, że tak wielu z nas ma oczy, które wydają się mieć barwę niebieską, zieloną lub szarą? Skoro w gałce ocznej nie ma ani jednej struktury o niebieskim zabarwieniu, to jakim cudem postrzegamy niektóre tęczówki jako błękitne?

Tęczówka jest jak tort

Nie będziemy się pochylać nad anatomią całego aparatu wzroku, ale musimy napomknąć chociaż tyle, że mówiąc o „kolorze oczu” mamy oczywiście na myśli barwę tęczówki, czyli tarczy, w środku której znajduje się otwór wpuszczający światło do wnętrza gałki ocznej – źrenica. Tęczówka jest przednią częścią błony naczyniowej oka, ale nas interesuje przede wszystkim to, że na przekroju wykazuje ona budowę warstwową – taką, jak tort. W „tęczówkowym torcie” spód wykonany byłby nie z biszkopta, lecz z komórek nabłonkowych, czyli z epithelium. Na nim spoczywałyby kolejne warstwy, wśród których najważniejsza (z punktu widzenia naszych rozważań) nazywana jest zrębem (stroma) [1, 2]. Jeśli posuniemy się dalej w naszej tortowej analogii, to powinniśmy wyobrazić sobie zrąb jako gęsty, niejednorodny krem lub galaretkę, w której zatopione są różne struktury.

Biszkopt i galaretka

Podobnie jak torty, tak również tęczówki mogą mieć różne kolory i składy. Z jedną różnicą. W tęczówce epithelium, czyli nasz „biszkopt” zawsze zbudowany jest z ciemno zabarwionych komórek. Ich kolor wynika z wysokiej zawartości melaniny, która występuje tu obficie u wszystkich ludzi [1], niezależnie od tego, czy mają oczy jasnoniebieskie, czy ciemnobrązowe.[2]

Skoro więc spód tęczówki jest bardzo ciemny, to dlaczego wszystkie oczy nie wydają się być brązowe? Odpowiedź kryje się właśnie w zrębie, czyli w naszej warstwie „kremu” lub „galaretki”. Ta „galaretka” może zawierać różną ilość włókien kolagenowych oraz różną zawartość barwnika – melaniny. I to właśnie owe dwa składniki decydują nie tylko o tym, jaki kolor zdają się mieć nasze oczy, ale też – jakie zjawiska fizyczne odpowiadają za uwypuklenie tej właśnie barwy.

Oczy brązowe

U większości osób na świecie „tęczówkowy tort” wyposażony jest w „galaretkę” o dużej zawartości melaniny [1, 3, 4, 5]. W związku z tym, światło padające na tęczówkę ulega przede wszystkim absorpcji, a zewnętrzny obserwator postrzega oczy jako brązowe [6]. W analogii tortu wyglądałoby to w ten sposób:

Oczy piwne

U osób o piwnych oczach „galaretka” zawiera średnie ilości melaniny, dlatego światło, które pada na tęczówkę tylko częściowo ulega absorpcji [1, 2, 5, 6]. Pozostała jego część zostaje rozproszona. To właśnie połączenie absorpcji oraz rozpraszania światła daje efekt kolorystyczny znany jako „piwne oczy”.

Oczy niebieskie

Prawdziwa zabawa zaczyna się tam, gdzie brakuje melaniny. Osoby, które uważamy za niebieskookie niemal w ogóle nie mają melaniny w zrębie tęczówki [1, 2, 5]. W związku z tym, absorpcja w zasadzie u nich nie zachodzi, zaś dominującym zjawiskiem fizycznym jest rozproszenie światła [6]. A ponieważ w zrębowej „galaretce” najintensywniejszemu rozproszeniu ulegają te fale świetlne, które cechują się najmniejszą długością, dominuje tu efekt niebieskich oczu (ponieważ fioletowe i niebieskie fale świetlne są najkrótsze) [6]. Podobne zjawisko odpowiada za to, że postrzegamy niebo jako błękitne, mimo że przecież nie zawiera ono niebieskiego barwnika.

Oczy zielone

Brązowe, piwne, niebieskie – wszystko jasne. Ale co by na to powiedziała Scarlett O’Hara, której oczy były podobno szmaragdowe? Cóż, gdyby dziedziczka Tary żyła naprawdę, to zrąb jej tęczówki zawierałby tylko niewielką ilość melaniny. W zielonych oczach melaniny jest na tyle mało, że dominującym zjawiskiem fizycznym odpowiadającym za efekt barwny jest rozpraszanie, a nie absorpcja [1, 2, 5, 6]. Ale jednocześnie – barwnika tego jest na tyle dużo, by przełamać niebieski odcień i dać wrażenie zieleni. Odcień, jaki występuje u danej osoby zależy zatem od barwy oraz intensywności światła padającego na tęczówkę, jak i od zawartości melaniny, charakterystycznej dla danego oka.

Oczy szare

Być może najciekawsze zjawiska związane są nie z błękitnym, ani nawet ze szmaragdowym kolorem oczu, lecz z szarym. U osób szarookich zachodzą bardzo podobne zjawiska do tych, jakie mają miejsce w tęczówkach niebieskich. Z jedną różnicą. O ile u błękitnookich w zrębie występują niewielkie ilości kolagenu, o tyle u osób o szarych oczach jest go bardzo wiele. To sprawia, że zjawisko rozproszenia zachodzi w podobny sposób, ale kolagen przyczynia się do tego, iż wszystkie długości światła rozpraszane są mniej więcej w równym stopniu [1, 2, 5, 6]. Efekt? Szara barwa oczu.

Nie to szare, co szare

Z powyższych informacji warto zapamiętać szczególnie jedną. Mianowicie, w tych oczach, w których efekt kolorystyczny warunkowany jest rozpraszaniem, a nie absorpcją (niebieskie, zielone, szare), ostateczne wrażenie kolorystyczne w bardzo dużym stopniu zależy od oświetlenia zewnętrznego. Oznacza to, że osoby o tym typie tęczówek mogą mieć zupełnie inną barwę oczu w zależności od tego, jaki jest kolor, intensywność i rodzaj oświetlenia, przy jakim im w te oczy zaglądamy. Oczywiście, do pewnego stopnia zasada ta sprawdza się przy wszystkich kolorach tęczówek, ale przy tych, w których występuje brak melaniny (lub bardzo niewielka jej ilość), efekt jest bardzo silny.

Ryc. Te same oczy, inne światło; Wiki edit 2, Wiki Commons

Legendarne fiołkowe oczy

Jak widać, kolor oczu jest wypadkową wielu zmiennych. Co więcej, czasami trudno nawet ustalić, które czynniki odpowiadają za taką właśnie, a nie inną barwę tęczówek u danej osoby. Przykładowo, Elizabeth Taylor słynęła ze swoich fiołkowych oczu. Do pewnego stopnia były one po prostu częścią jej legendy, ale uważa się, że ten niezwykły odcień mógł wynikać również z innych zmiennych. Można założyć, że Liz Taylor posiadała tęczówki o zrębie niemal pozbawionym melaniny, z ilością kolagenu umiejscawiającą ją gdzieś pomiędzy osobami niebieskookimi a szarookimi [7]. A ponieważ u tych osób barwa oczu zależy głównie od stosowanego oświetlenia, reflektory, jakich używano przy produkcji filmów wydobywały z tęczówek aktorki najwięcej fiołkowych refleksów. Resztę mogła załatwiać dodatkowa koloryzacja zdjęć.

Mendel i jego allele

W odniesieniu do barwy oczu warto zastanowić się nad jeszcze jedną kwestią. Mianowicie – skoro o ostatecznym kolorze tęczówek decyduje tak wiele zmiennych, to jak to możliwe, że można je wytłumaczyć za pomocą pięknych, prostych tabelek dziedziczenia mendlowskiego, które tak dobrze pamiętamy ze szkoły… Cóż, prawda jest taka, że nie można. Allele dominujące, allele recesywne, duże i małe literki – wszystko to nie zdaje się na nic, gdy przychodzi do tłumaczenia barwy oczu. A to dlatego, że za kolor tęczówek odpowiada wiele genów i to pozostających ze sobą w bardzo skomplikowanych zależnościach [6, 8, 9, 10, 11]. Podam tylko jeden przykład.

Brązowe czy niebieskie?

Jednym z najważniejszych genów decydujących o barwie oczu jest OCA2. Decyduje on o tym, jak wiele melaniny znajduje się w zrębie tęczówki. Jednakże, gen ten nie działa w pojedynkę. W jego niedalekim sąsiedztwie znajduje się gen HERC2, który nie ma bezpośredniego wpływu na ilość melaniny, ale za to może regulować funkcje genu OCA2, a nawet – potrafi go wyłączać [6, 8, 9, 10, 11]. To oznacza, że możesz odziedziczyć po rodzicach „predyspozycję” do bardzo dużej ilości melaniny w tęczówkach (OCA2), ale jeśli jednocześnie posiadasz specyficzną wersję genu HERC2, i tak skończysz z niebieskimi oczyma.

Błękit plus błękit daje… brąz

A zatem, czy możliwe jest, że rodzice o jasnych oczach będą mieli dzieci o ciemnych tęczówkach? Jak najbardziej. Jak również możliwa jest odwrotna sytuacja [4, 6]. Co więcej, są badacze, którzy od lat zajmują się właśnie kwestiami niemendlowskiego dziedziczenia barwy oczu:

Ryc. Niemendlowskie dziedziczenie barwy oczu; Sturm, R. A., & Larsson, M. (2009). Genetics of human iris colour and patterns. Pigment cell & melanoma research, 22(5), 544-562.

Mozaika genów

Genów zaangażowanych w barwę i w ogóle – w wygląd oczu, jest bardzo wiele i mogą one pozostawać ze sobą w skomplikowanych zależnościach. To właśnie dlatego nie ma dwóch osób o identycznych tęczówkach. Jeśli poświęcicie temu zagadnieniu odpowiednio dużo uwagi, z całą pewnością znajdziecie dobre przykłady wśród swoich własnych członków rodziny. A może już teraz przychodzą Wam do głowy jakieś ciekawe przypadki, które dowodzą niemendlowskiego dziedziczenia barwy oczu? Jeśli tak, podzielcie się nimi w komentarzach.

Bibliografia:

  1. Wakamatsu, K., Hu, D. N., McCormick, S. A., & Ito, S. (2008). Characterization of melanin in human iridal and choroidal melanocytes from eyes with various colored irides. Pigment cell & melanoma research, 21(1), 97-105.
  2. Wang, H., Lin, S., Liu, X., & Kang, S. B. (2005, October). Separating reflections in human iris images for illumination estimation. In Tenth IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV’05) Volume 1 (Vol. 2, pp. 1691-1698). IEEE.
  3. Grigore, M., & Avram, A. (2015). Iris colour classification scales–then and now. Romanian journal of ophthalmology, 59(1), 29.
  4. Sturm, R.A. (2008). Can blue-eyed parents produce brown-eyed children? Bioscience Explained, 4, 1, 1-10.
  5. Wielgus, A. R., & Sarna, T. (2005). Melanin in human irides of different color and age of donors. Pigment cell research, 18(6), 454-464.
  6. Sturm, R. A., & Larsson, M. (2009). Genetics of human iris colour and patterns. Pigment cell & melanoma research, 22(5), 544-562.
  7. Van Slembrouck, P. (2014). Structural Eye Color is Amazing. Medium, 13.12.2014.
  8. White, D., & Rabago-Smith, M. (2011). Genotype–phenotype associations and human eye color. Journal of human genetics, 56(1), 5.
  9. Sturm, R. A., & Frudakis, T. N. (2004). Eye colour: portals into pigmentation genes and ancestry. TRENDS in Genetics, 20(8), 327-332.
  10. Kayser, M., Liu, F., Janssens, A. C. J., Rivadeneira, F., Lao, O., van Duijn, K., & den Dunnen, J. T. (2008). Three genome-wide association studies and a linkage analysis identify HERC2 as a human iris color gene. The American Journal of Human Genetics, 82(2), 411-423.
  11. Sulem, P., Gudbjartsson, D. F., Stacey, S. N., Helgason, A., Rafnar, T., Magnusson, K. P., & Jakobsdottir, M. (2007). Genetic determinants of hair, eye and skin pigmentation in Europeans. Nature genetics, 39(12), 1443.

[1] Melanina występuje w kilku odmianach, takich jak eumelanina (ciemniejsze odcienie) czy feomelanina (jaśniejsze odcienie).

[2] Wyjątek stanowią albinosi.

Czego u nas szukaliście?

5
Dodaj komentarz

avatar
 
4 Comment threads
1 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
5 Comment authors
JxxMarta Alicja TrzeciakRozaliaAniaAl Kocha-Hol Recent comment authors

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

  Subscribe  
najnowszy najstarszy oceniany
Powiadom o
Al Kocha-Hol
Gość
Al Kocha-Hol

OBALONE!!!

Ania
Gość
Ania

W takim razie jaki kolor ma tęczowka ?

Rozalia
Gość
Rozalia

Dzień dobry. Nurtuje mnie pytanie – jeśli w przypadku braku melaniny na skutek rozpraszania kolor jest niebieski, to czemu oczy części albinosów są czerwone? Czemu ten efekt prześwitywania naczyń krwionośnych nie występuje u innych osób bez melaniny w tęczówce? Czy może muszą występować choćby niewielkie ilości barwnika, by nie było “prześwitywania”? A może albinizm połączony jest z inną charakterystyką kolagenu w tęczówce i rozpraszanie jest mniej efektywne? Będę wdzięczna za odpowiedź. Z wyrazami szacunku, Rozalia

Jxx
Gość
Jxx

Mój kolega z liceum miał niesamowite fiołkowe oczy, a z pewnością nie był liz Taylor i nikt go reflektorami nie podświetlał.

Nie ma więcej wpisów