Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

Наши глаза часто приводят в пример как совершенный орган, однако это вовсе не так. Хорошие глаза у осьминогов. Все в их строении заточено под максимальную эффективность, сетчатка направлена в сторону света, хрусталик успешно фокусирует солнечные лучи. Наш же глаз — компромисс между рабочим инструментом и ошибкой планирования, так как он вывернут в ходе эволюции наизнанку. Все началось с примитивных хордовых, от которых в современности остались лишь ланцетники. В свое время, пока все остальные животные хвастались внешним панцирем, мы пошли против мейнстрима и сделали внутренний каркас, представляющий собой упругую трубку — хорду. Она впоследствии стала позвоночником. Над хордой располагалась нервная трубка, пускающая волны сигналов по телу и заставляющая тело сокращаться. На внутренней ее стороне начали формироваться фоторецепторы, и это было эффективно: нет никакого смысла формировать клетки-светоуловители на собственной поверхности, когда вы и так прозрачный. Это ставит их под удар при неблагоприятном стечении обстоятельств, и вполне допустимо сделать их внутри трубки зачаточной нервной системы. В какой-то момент эти фоторецепторы начали копиться в районе головы первых хордовых, так как именно с головы начинается движение и маневрирование в случае опасности, глаза сзади только помешают.

Проблема в том, что, когда вам таки припрет сформировать глаза, вы начнете их делать как выросты нервной трубки, что и происходит в человеческом теле во время эмбрионального периода. Формируются глазные пузыри, потом они замыкаются, сверху появляется зрачок, и все вроде бы отлично, ан нет. Из-за того, что ваши рецепторы находились на внутренней стороне нервной трубки, в итоговом глазе они также окажутся с внутренней стороны, а сверху пойдет питающий их кровеносный слой. Более того, нервные отростки этих рецепторов вам необходимо комплектовать в пучок, идущий в единый глазной нерв, а затем напрямую в мозг. Соответственно, этот провод нужно как-то вывести к мозгу, и делается это прямо сквозь сетчатку. Это место в наших глазах называется слепым пятном, вы им не видите. Какой смысл в конструкции, предназначенной для зрения, если у нее есть часть, где вы ничего не видите? Никакого, но так работает природа. Если эволюция пошла таким путем, она постарается сделать максимально рабочие глаза из того, что есть, даже если это и будет выглядеть глупо. Вы когда-нибудь замечали маленькие точечки, возникающие и пропадающие в вашем поле зрения, если вы расфокусируете взгляд и посмотрите на светлый объект, например на небо? Мы называем это «мушки». Когда вы наблюдаете за мушками — вы видите собственную кровь. Эритроциты, тромбоциты, лейкоциты — все они блуждают по вашим кровеносным сосудам, а кровеносный слой находится поверх сетчатки! Чтобы свет попал к вам на светочувствительные рецепторы, он должен сперва пройти через вашу собственную кровь, но кровь отбрасывает тень. В следующий раз, когда вам будут рассказывать про глаз человека как совершенный орган, напомните собеседнику, что его глаза вывернуты наизнанку, как носок. Почему? Потому что так получилось. Стоит напомнить, что есть другие, крупные мушки, темные, которые не появляются во время расфокусировки, а замечаются при переводе взгляда и ускользают каждый раз от вашего фокуса. Это уже не тень от кровеносного слоя, а у вас помутнение стекловидного тела. Наши глаза наполнены веществом типа желе для поддержания их объема, и если в него что-то попадает (кровь, свернувшийся белок), то это что-то остается там надолго. Это явление представляет собой вариацию нормы, но если таких «черных мушек» слишком много — стоит обратиться к офтальмологу.

Наши глаза крутые, без сомнения, но их развитие претерпело множество корректировок. Скорее всего, изначально в глазах предков млекопитающих было четыре типа колбочек. Палочки и колбочки — фоторецепторы глаза. Палочки отвечают за восприятие света и тени, колбочки ответственны за цвет. Из-за того что изначально мы вели ночной образ жизни, мы утратили два типа колбочек и сконцентрировались на палочках. У большинства млекопитающих осталось именно такое зрение — с двумя типами колбочек. Они видят все, что видим мы, но не различают оттенки красного. Быка не будоражит красный цвет, это миф. Его напрягает движущееся полотно, трехдневный голод, а еще то, что его пугали перед корридой. Только приматы имеют полноценное цветное зрение, то есть вернули себе один из типов колбочек, и это связывают с особенностями нашего питания.

Мы изначально плодоядные, и отличить спелый красный плод от неспелого важно, а тем более найти его на расстоянии в сотню метров среди зеленой листвы. У нас полноценное цветное зрение, которым мы очень гордимся. Мы видим все цвета радуги, однако это далеко не предел совершенства. Птицы и насекомые способны различать ультрафиолет, невидимый для нас. Посмотрите на цветы, и вы не увидите ничего необычного. На самом деле цветы выглядят совсем иначе, нежели мы себе представляем. Они создавали себя не для человеческого глаза, а для насекомых.

Цветы — это самая настоящая взлетно-посадочная полоса для опылителей, и на их поверхностях гораздо более сложный рисунок, нежели видим мы. Он виден только в недоступном для человеческого глаза ультрафиолете. Никто из нас не видел никогда настоящих цветов, лишь их упрощенное превью.

Так видим цветы мы. А так видят их насекомые.

Змеи могут видеть в инфракрасном диапазоне, что позволяет им охотиться на добычу, ориентируясь на температуру. Буквально встроенный тепловизор. Не знаю, как вам, но мне становится обидно, что кто-то видит намного больше, чем я. Похоже, именно так подумали исследователи из Научно-технического университета Китая и вставили тепловизор в мышиные глаза. Для этого они вкололи мышам в глаза наночастицы, способные прикрепляться к фоторецепторам глаза. По сути, фоторецептор — это антенна, способная улавливать кванты света определенной волны и генерировать электрический сигнал, идущий в мозг. Энергии инфракрасного света недостаточно, чтобы активировать рецепторы в глазах млекопитающих, но китайцы это исправили. Севшие на рецепторы наночастицы способны копить по нескольку фотонов инфракрасного излучения и затем превращать его в видимый зеленый свет. Негативных побочных эффектов в данном эксперименте авторы не обнаружили, зато мыши помимо обычного окружения начали видеть тепло, как змеи. Как узнать, что грызун начал видеть тепло? Вы у него просто так не спросите, но в данном случае доказательства неопровержимы. Во-первых, теперь зрачки в мышиных глазах начали сужаться, тогда вы светите на них инфракрасным излучением, когда как в контрольной группе такого не происходит. Это базовый признак того, что теперь глаз видит какой-либо свет. Во-вторых, осталось убедиться, что подобный феномен не является результатом «засветки» и мышь действительно видит четкую картинку. Для этого экспериментаторы прибегли к классическим опытам с бассейном. Мышь опускают в воду в полной темноте, и ее задача — найти расположенную в бассейне платформу, на которую можно выбраться и передохнуть. Найти ее непросто, но можно сделать животным подсказку в виде рисунков на стене — куда плыть. Рисунки должны быть не обычные, а определенные, например, треугольники обозначают нужное направление, а круги — обратное. Мыши с «суперзрением» могли ориентироваться в полной темноте, видя подсвеченные инфракрасным излучением узоры, в то время как обычные мыши бесцельно блуждали в водном лабиринте.