پروفسرو ترور لمب از مرکز بینایی و دانشگاه ملی استرالیا، بیش از صد سال از عمر حرفه‌یی خود را به بررسی رموز این اندام حیاتی اختصاص داده است.
تحقیقات این دانشمند نشان می‌دهد منشا بینایی به بیش از 700 میلیون سال پیش باز‌می‌گردد و این درست زمانی بوده که فقط حیوانات آمیب‌مانند مانند تک‌سولی‌ها، جلبک‌ها، مرجان‌ها و باکتری‌ها بر روی زمین ساکن بوده‌اند.
در این هنگام، نخستین موادشیمیایی حساس به نور موسوم به opsins ظاهر شدند و توسط تعدادی از ارگانیسم‌ها به روش‌های ابتدایی برای حس‌کردن روز با استفاده از نور به کار می‌رفت.
به گفته لمب، سلول‌های باستانی از پیش دارای اجزای سیگنالینگ بودند که مواد شیمیایی را در محیطشان حس می‌کردند و ظهور opsins به آن‌ها امکان حس‌کردن نور را می‌داد. اما این حیوانات ریز بودند و از هیچ سیستم عصبی برای پردازش سیگنال‌های دریافتی از حسگرهای نوری برخوردار نبودند.
طی 200 میلیون سال بعد، این سلول‌های کوچک حساس به نور و opsinهایشان به تدریج در شناسایی نور بهتر عمل کردند.
آن‌ها، حساس‌تر، سریع‌تر و قابل‌اعتمادتر شده بودند، تا این که حدود 500 میلیون سال پیش تقریبا به سلول‌های مخروطی موجود در چشمان امروزی بشر شباهت پیدا کردند.
نخستین چشمان واقعی که شامل توده‌های سلول‌های حس‌کننده نور بودند، حدود 500 میلیون سال پیش در دوران کامبرین ظاهر شدند و جهش بزرگی را در سیر تکاملی صورت دادند. به طور مثال، Anomalocaris که شکارچی‌ای به طول یک متر بود، دارای چشمانی بود که به او امکان می‌داد هنگام شنا در دریاهای باستان طعمه‌اش را شناسایی کند.
این حیوان که از مدل چشم حشره با تعداد فراوان سطح کوچک بهره می‌برد، دارای 16 هزار سطح مجهز به سلول‌های بینایی در هر چشم بود.
چشم انسان که کره‌ای منفرد و دارای میلیون‌ها گیرنده نوری است، نخست بین 500 تا 600 میلیون سال پیش شروع به ظهور کرد. این لحظه‌ای حیاتی برای سیستم بصری انسان به شمار می‌آمد.
مارماهی‌ها نیز که 500 میلیون سال پیش ظاهر شدند دارای یک جفت چشم به سبک دوربین بودند که به چشمان انسان شباهت داشت.
این موجودات پیشگامان چشم مهره‌داران هستند که از جد ماهی انسان‌ها به ارث برده شده است؛ بنابراین، می‌توان مدعی شد که ظهور چشم مهره‌داران دست کم 500 میلیون سال پیش بوده و گرچه سیستم‌های سیگنالینگ و حسگرهای آن بسیار به سیستم‌های حشرات و دیگر غیر‌مهره‌داران شباهت دارد، سامانه نوری مهره‌داران کاملا مستقل از چشم حشره با سطوح فراوانش، تکامل یافت.
چشمان جفت نیز اول بار در حیواناتی ظاهر شده بودند که دانشمندان چینی در صخره‌ای که 500 میلیون سال قدمت دارد، پیدا کردند.
از آن زمان به بعد، طرح پایه چشم مهره‌داران بیشتر رواج یافت و توسط ماهی‌ها، دوزیستان، خزندگان، پرندگان، پستانداران و در نهایت انسان‌ها به کار رفت.
