Gli occhi compaiono nei reperti fossili circa 540 milioni di anni fa, all’alba del periodo Cambriano. In alcuni programmi televisivi sulla paleontologia, l’evoluzione dell’occhio è citata come la causa dell’esplosione del Cambriano, la rapida diversificazione della vita animale durante il periodo Cambriano, ma questa è solo una speculazione. Numerosi organismi con gli occhi compaiono nei letti fossili del Cambriano, inclusi trilobiti, conodonti e il grande predatore simile a un gambero Anomalocaris.
Ad un certo punto, si pensava che gli occhi probabilmente si fossero evoluti da cellule sensibili alla luce in almeno cinque diversi lignaggi evolutivi, ma scoperte più recenti hanno messo in dubbio questo, implicando fortemente che tutti gli organismi con gli occhi provengono da un antenato comune. Naturalmente, alcuni organismi, come alcuni tipi di fauna delle caverne, discendono da organismi con gli occhi, ma hanno perso gli occhi o possiedono solo occhi vestigiali. Tutti gli animali con gli occhi usano lo stesso tipo di proteine, chiamate opsine, per la visione. C’è ancora la possibilità che queste proteine si siano evolute indipendentemente in diversi lignaggi.
Gli occhi sono a volte citati dai creazionisti come esempio di un organo troppo complesso per essersi evoluto in modo incrementale e deve essere stato creato da un designer. Tuttavia, da allora i paleontologi hanno dimostrato come l’occhio potrebbe essersi evoluto in modo incrementale da umili origini. Semplici organi simili a occhi possono essere trovati in organismi come planarie e numerosi organismi unicellulari tra cui l’euglena, che ha un cerotto sensibile alla luce.
Le fasi dell’evoluzione dell’occhio sono state approssimativamente le seguenti:
1) Una regione di cellule fotosensibili.
2) Cellule fotosensibili in un’area depressa, che consente la sensibilità direzionale.
3) Una camera sferica piena d’acqua con un foro, noto anche come occhio stenopeico, che si trova nel nautilo.
4) Un umore trasparente riempie la camera, che viene poi sigillata dall’esterno.
5) Sviluppo distinto di una lente e una cornea.
6) Sviluppo di un’iride e di una lente e una cornea più sofisticate.
L’occhio è uno dei più antichi sviluppi evolutivi ed è emerso prima dell’evoluzione di molti phyla moderni. L’occhio si è evoluto non molto tempo dopo le prime conchiglie, un altro adattamento molto semplice.