Глаз – одно из лучших изобретений слепой природы

National GeographicПрирода

Эволюция глаза

Глаз – одно из лучших изобретений слепой природы.

0:00 /
1570.064
01a4be5b9e0c464bbd7cf39cd41dd045.max-2000x1000.jpg
Рак-богомол Odontodactylus scyllarus обладает редким разнообразием цветовых рецепторов: 
в его глазах их 12 (у человека всего лишь 3). 
К тому же его глаза воспринимают глубину изображения независимо друг от друга и могут видеть в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Фото: Дэвид Лииттшвагер

На вопрос, как животные используют глаза, большинство из нас ответит: так же, как и человек. Но это неверно. Совсем. Так считает Дэн-Эрик Нильсон. В лаборатории Лундского университета (Швеция) он, изучая органы зрения других существ, что называется, смотрит в оба: пара серо-голубых глаз ученого против 24 карих глаз кубомедузы. Зрительные органы медузы симметрично расположены в четырех ропалиях — укороченных и утолщенных щупальцах на краю ее зонтика. «Когда я впервые увидел все это, не мог глазам поверить», — вспоминает Нильсон. Четыре из шести органов зрения в каждом ропалии представляют собой простые светочувствительные пятна, а вот оставшиеся два устроены на удивление сложно. Это камерные глаза, в которых есть тонкий прозрачный покровный слой (роговица), светофокусирующая линза (хрусталик) и стекловидное тело с подстилающим слоем светочувствительных клеток (сетчаткой). Так что медуза, как человек, способна видеть изображение, но не очень резкое.

Нильсон собирает данные о разнообразии строения и функций зрительных органов у животных. Скажем, человек использует глаза и для изучения окружающего мира. А для чего нужны глаза… кубомедузе? Ведь это одно из простейших существ на планете — пульсирующий комок слизи, волочащий за собой несколько жгутов с сотнями жалящих стрекательных клеток. У нее даже мозга нет — его роль выполняет нервное кольцо, расположенное в колоколе медузы. Какие данные собирает такое существо?

В 2007 году группа исследователей во главе с Нильсоном выяснила, что кубомедуза Tripedalia cystophora использует камерные глаза, направленные вниз, чтобы ориентироваться в подводных мангровых зарослях, где она проводит большую часть жизни. Еще четыре года ушло на то, чтобы разобраться, для чего медузе такие же глаза, смотрящие вверх. Тут помог небольшой минеральный грузик, перекатывающийся в нижней части ропалия, — статолит. Благодаря статолиту, всегда скатывающемуся вниз, эти глаза всегда — даже когда медуза плывет «вниз головой» — смотрят вверх. Когда на них падает тень, медуза делает вывод, что она находится под покровом мангрового леса, где может добыть пищу — крошечных рачков. Если же они видят лишь яркий свет, значит, ее унесло в открытое море, где есть нечего. Так что животному, лишенному центральной нервной системы, глаза нужны для поиска пищи, ориентации в пространстве и преодоления препятствий, то есть для того, чтобы выжить.

Глаза кубомедузы — лишь один из разнообразных зрительных органов. Кто-то способен видеть только черно-белое изображение, а кто-то воспринимает все цвета радуги и даже спектры, невидимые для человека. Одни не в силах разобраться, где находится источник света, другие способны выследить добычу с расстояния в несколько километров.

Самые маленькие глаза венчают головку наездника Gonatocerus ashmeadi из отряда перепончатокрылых насекомых: они чуть больше крошечной амебы. А самые крупные, диаметром с тарелку, у обитателей морских глубин — гигантских кальмаров. Их зрительный аппарат камерного типа похож на глаз человека и устроен как фотокамера: единственная линза-хрусталик фокусирует свет на сетчатке, состоящей из фоторецепторов — светочувствительных клеток, поглощающих энергию фотонов и преобразующих ее в электрический импульс, который по зрительному нерву передается в мозг.

У мухи глаза фасеточные — состоят из тысяч самостоятельных единиц, фасеток (в каждой — своя линза и фоторецепторы). У человека, у мухи и у кальмара глаза расположены парами на голове, а вот у морского гребешка, к примеру, глаза несколькими рядами усеивают кожную складку, окружающую тело, мантию; у морских звезд — находятся на кончиках лучей. Бывают глаза с бифокальными линзами, и с отражающим пигментным слоем (светятся в темноте, как у кошки или крокодила), и даже глаза, способные смотреть вверх, вниз и в стороны одновременно.

Такое разнообразие ставит в тупик. Все органы зрения реагируют на свет, распространение которого описывается достаточно простыми законами оптики. Однако сам световой сигнал можно использовать очень по-разному: определять время суток, глубину воды, появление в поле зрения контура хищника или возможного партнера. Кубомедуза, ориентируясь на свет, отыскивает безопасное место для кормежки, а мы с помощью глаз осматриваем местность, воспринимаем изменения выражения лица собеседника и читаем эти строки.

Чтобы разобраться, как происходила эволюция глаз, ученым недостаточно просто изучить их строение. Им необходимо пройти путь Дэна-Эрика Нильсона: узнавать, для чего животные используют зрение. Около 540 миллионов лет назад далекие предки большинства животных почти одновременно появились в океане, и начался бурный процесс видообразования, названный кембрийским взрывом. Некоторые из кембрийских животных сохранились в виде окаменелостей. Исследуя эти окаменелости методами микроскопии, ученые могут выяснить внутреннее строение давно вымерших организмов, в том числе их органов зрения. И даже взглянуть на мир их глазами. «Это потрясающе! — ликует Бригитте Шёнеманн из Кельнского университета. — Мы даже можем рассчитать количество фотонов, когда-то регистрировавшихся их сетчаткой!»

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Из помазанников Божьих в святые мученики Из помазанников Божьих в святые мученики

Расстрел царской семьи — едва ли не самый хорошо исследованный сюжет

Дилетант
Как на праздник: самые необычные профессии в мире Как на праздник: самые необычные профессии в мире

Резюме этих высококвалифицированных спецов скучными точно не назовешь

Популярная механика
100 самых сексуальных женщин страны: 100-53 100 самых сексуальных женщин страны: 100-53

Итоговый рейтинг «100 самых сексуальных женщин страны – 2019»

Maxim
Ольга Хейфиц: Камера смысла Ольга Хейфиц: Камера смысла

Отрывок из нового романа Ольги Хейфиц

СНОБ
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
12 лучших музыкальных фильмов 12 лучших музыкальных фильмов

В свое время они повлияли на киноиндустрию, а теперь повлияют на вас.

GQ
Как научиться готовить: 11 скиллов, которые нужно освоить в первую очередь Как научиться готовить: 11 скиллов, которые нужно освоить в первую очередь

Список навыков, необходимых для начинающих кулинаров

Playboy
Правила жизни Джорджа Клуни Правила жизни Джорджа Клуни

Правила жизни актера, лауреата премий «Оскар» и «Золотой глобус» Джорджа Клуни

Esquire
Неистощимый гений Леонардо Неистощимый гений Леонардо

И через пять столетий после смерти Леонардо не спешит раскрывать свои тайны

National Geographic
Nissan Ariya. Бесконечный японский футуризм Nissan Ariya. Бесконечный японский футуризм

В концепте Ariya компания Nissan сосредоточила весь набор технологий будущего

4x4 Club
Hyundai Tucson — 2021: каким будет новый кроссовер Hyundai Tucson — 2021: каким будет новый кроссовер

Новые подробности о кроссовере Hyundai Tucson следующего поколения

РБК
Как заработать на высшей математике Как заработать на высшей математике

Российские технологические продукты завоевывают мировой рынок

Эксперт
Коллекция месопотамских артефактов оказалась современной подделкой Коллекция месопотамских артефактов оказалась современной подделкой

Клинопись на глиняных табличках на деле оказалась тарабарщиной

National Geographic
Прыщи на спине и шее: откуда берутся и как с ними справиться Прыщи на спине и шее: откуда берутся и как с ними справиться

Воспаления на плечах и спине — проблема, с которой сталкиваются почти все

Psychologies
Пять минут — не опоздание. Почему русские и иностранцы по-разному планируют свое время Пять минут — не опоздание. Почему русские и иностранцы по-разному планируют свое время

Как составлять расписание и распределять время в общении с зарубежными коллегами

Forbes
Миф о золотом веке: каким получился сериал «Голливуд» Миф о золотом веке: каким получился сериал «Голливуд»

Мини-сериал Райана Мерфи позволяет забыть о вирусах и карантинах

РБК
Почему силовые тренировки — лучшее, что вы можете сделать для своего здоровья Почему силовые тренировки — лучшее, что вы можете сделать для своего здоровья

Ученые находят все больше доказательств невероятной пользы укрепления мышц

Reminder
Павел Дуров пошел на уступки инвесторам в криптовалюту Telegram Павел Дуров пошел на уступки инвесторам в криптовалюту Telegram

Павел Дуров согласился на уступку покупателям криптовалюты Gram

Forbes
10 продуктов, снижающих «плохой» холестерин 10 продуктов, снижающих «плохой» холестерин

Эти суперфуды помогут справиться с повышенным уровнем холестерина

Cosmopolitan
Инъекция стволовых клеток в мозг затормозила болезнь Паркинсона Инъекция стволовых клеток в мозг затормозила болезнь Паркинсона

Технология клеточного репрограммирования может помочь при болезни Паркинсона

N+1
Правила жизни Джона Траволты Правила жизни Джона Траволты

Джон Траволта, Энглвуд, США, 66 лет

Esquire
Встречайте топ-10 отраслей, в которых заняты наиболее успешные люди Встречайте топ-10 отраслей, в которых заняты наиболее успешные люди

Можешь выбирать любую из этих отраслей — успех тебе почти обеспечен

Playboy
Тяжелая вода оказалась сладкой Тяжелая вода оказалась сладкой

Биохимики подтвердили сладкий вкус тяжелой воды

N+1
Что умеют люди со сверхспособностями: дар природы Что умеют люди со сверхспособностями: дар природы

Есть среди нас такие, кого природа одарила необычными для человека способностями

Популярная механика
Исследование: 72% россиян считают, что главное предназначение женщины — быть матерью и хозяйкой. 40% уверены, что построить карьеру проще мужчинам Исследование: 72% россиян считают, что главное предназначение женщины — быть матерью и хозяйкой. 40% уверены, что построить карьеру проще мужчинам

Женщины в России зарабатывают на 28% меньше, чем мужчины на той же должности

Esquire
10 шагов к пониманию Дэвида Линча 10 шагов к пониманию Дэвида Линча

Разбираемся, как понимать пресловутую линчевскую иносказательность

Esquire
Пример умножения. Тест-драйв Cadillac XT6 Пример умножения. Тест-драйв Cadillac XT6

Знакомимся с новым американским кроссовером на африканских дорогах

РБК
Как наночастицы золота помогают победить рак Как наночастицы золота помогают победить рак

Наночастицы, которые могут применяться для диагностики и терапии онкозаболеваний

Популярная механика
«Он ударил меня кулаком в живот»: Паршута и другие жертвы насилия среди звезд «Он ударил меня кулаком в живот»: Паршута и другие жертвы насилия среди звезд

Звезды, которые нашли в себе силы выйти из абьюзивных отношений

Cosmopolitan
Прощание с нормой Прощание с нормой

Как Иосиф Бродский повлиял на русскую поэзию

Полка
Открыть в приложении