Вадим Бондарь - История зрения: путь от светочувствительности до глаза

В оформлении обложки использована иллюстрация: Tena Rebernjak / Shutterstock.com Используется по лицензии от Shutterstock.com

© Бондарь В.А., текст, 2019

© Давлетбаева В.В., иллюстрации, 2019

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2020

Я врач – детский офтальмолог, работаю с заболеваниями глаз преимущественно у детей. Обычно, когда врачей просят написать книгу, она получается для пациентов. Я же хочу написать книгу о зрении не только для них. Потому что считаю, что зрение – это очень интересно, и этой книгой я хочу зажечь или поддержать интерес читателя к вопросам, связанным со зрением, его развитием и всем, что с ним связано. Эта книга, возможно, будет интересна студентам – медикам, биологам, врачам; тем, кто думает, стать ли врачом, биологом или исследователем. Возможно, она будет интересна тем, кто мечтает решать глобальные проблемы медицины. Я хочу рассказать о вопросах, стоящих сегодня перед детской офтальмологией, об истории зрения.

Мы будем говорить об интересных фактах, связанных со зрением и заболеваниями глаз, и увидим, что многие из них уходят корнями в прошлое, когда наши глаза развивались в телах других животных, наших дальних предков. Обсудим, почему в процессе эволюции зрение не всегда усложнялось и совершенствовалось, а иногда процесс этот шел в противоположном направлении. Рассмотрим многообразие вариантов устройства зрения у других живых существ. Мы коснемся только малой части истории зрения – той, что расскажет о развитии человеческого глаза, однако этого будет достаточно, чтобы понять, насколько многогранна природа и как устроены глаза человека. И это всего лишь один из вариантов того, как это могло бы быть, один из огромного числа.

По мере повествования мы будем постоянно отвлекаться и окунаться в такие дебри, которые, наверное, никогда не пригодятся практически, ради чистого интереса к истории вопроса – истории зрения.

Зрение – это функция живых организмов. Жизнь зародилась миллиарды лет назад из химических веществ, к тому моменту их накопилось очень много, и, скорее всего, они находились в жидкой среде.

Химические реакции вели к усложнению органических соединений. С химической точки зрения началом жизни можно считать появление молекул, способных копировать себя, потому что самовоспроизведение – это основное свойство жизни, с этого начинается естественный отбор.

Сложные молекулы первыми научились воспроизводить себя – из материалов, которые находились в окружающем их первичном бульоне. Вероятно, первыми репликантами были не ДНК или РНК, а более простые молекулы. С появлением ДНК на Земле стала развиваться жизнь. Известный популяризатор науки Ричард Докинз в книге «Эгоистичный ген» (прочитайте ее, если еще этого не сделали) называет наши тела и любые другие формы жизни лишь машиной для выживания ДНК.

ДНК – это молекула (файл), она несет закодированную информацию, которая записана в ее структуре в виде повторяющихся нуклеотидов. Как и любой файл, ДНК может быть скопирована и размножена. В живых организмах постоянно происходит создание копий ДНК. Такой процесс называется репликацией. С ДНК считывается информация, на основании которой строятся белки организма. Химические процессы, которые идут в открытой среде, не локализуются в одном месте, поэтому существование жизни невозможно без ограничения их в пространстве. Так возникла клеточная мембрана, так возникла клетка и постепенно бессмертный репликант (двойник).

По мнению ученых, до того как появилась первая жизнь, в первобытном бульоне было много органических веществ, которые и служили питанием первым организмам. Клеточная стенка играла еще одну роль – удерживала обменные химические процессы в одном ограниченном объеме. Постепенно бессмертный репликант ДНК доусложнялся до того, что возникли мы с вами и весь живой мир, нас окружающий. История показывает, что это далеко не конец. Процесс развития и усложнения все еще продолжается. Естественный отбор – бездумный и безэмоциональный – не оставил нам никого, кто реплицировался неудачно, не имел возможности или желания это делать. Конечно, у примитивной формы жизни нет сознания и она не ставит перед собой цели выжить. И вообще не ставит никаких целей – она хоть и относительно сложный, но все же просто каскад химических реакций. Естественный отбор, основной двигатель эволюции, привел к тому, что снова и снова повторялись те из этих химических реакций, которые можно назвать успешными и полезными.

Когда между креационистами (см. вставку с. 12) и учеными идет спор о последовательной эволюции, первые приводят в качестве примера глаз – очень сложный орган, который, по их мнению, не мог возникнуть в результате естественного отбора. Именно поэтому мы вступаем с ними в воображаемую дискуссию.

Фактически никакого спора давно нет. Ученые – профессионалы, занимающиеся биологией, – не ставят под сомнение факт эволюции зрения и всего живого мира. Когда я говорю о споре с креационистами, то имею в виду, что есть приверженцы различных религий, приводящие свои аргументы, которые могут произвести впечатление и показаться убедительными для неспециалистов. Что касается науки как среды общения ученых, эволюция – не просто теория, это факт. Обсуждаются лишь детали и уточнения.

Креационизм

Религиозная и философская концепция, согласно которой основные формы органического мира, человечество, планета Земля, а также мир в целом рассматриваются как непосредственно созданные Творцом, или Богом. Креационистские концепции варьируются от чисто религиозных и философских до претендующих на научность.

Очень многие креационисты понимают эволюцию неправильно – как случайность. Поэтому они ставят неправильные вопросы, выдавая их за основные вопросы эволюции, и сами же на них отвечают. Мне была бы интересна дискуссия с креационистами. Думаю, стоит обсудить этот момент, чтобы уже не возвращаться к нему. В отношении глаза приводится постулат неупрощаемой сложности (irreducible complexity). Американский биохимик Майкл Бихи (Michael Behe) [1] Майкл Бихи (Michael Behe) (род. 18 января 1952 года) – американский биохимик и научный писатель, критик неодарвинизма, сторонник псевдонаучной концепции разумного замысла. Получил докторскую степень в области биохимии в 1978 году от университета Пенсильвании.