Эволюция глаза — National Geographic Россия: красота мира в каждом кадре

Не стоит рассматривать простые зрительные органы лишь как одну из промежуточных ступеней эволюции на пути к сложным устройствам: все они исправно служили своим обладателям. У морских звезд глаза, расположенные на кончиках лучей, не различают цвет и мелкие детали и не могут заметить быстро движущиеся объекты. С таким зрением летящий орел врезался бы в первое попавшееся дерево. Но ведь морские звезды не выслеживают бегущего по полю зайца с высоты небоскреба, им и нужно-то всего ничего: разобраться, где находится коралловый риф — огромное незыблемое подводное сооружение, — чтобы неторопливо добраться до дома. Для этого звездам достаточно тех глаз, какие есть, и ничего лучшего им не надо. Для морской звезды орлиный глаз — бессмысленная трата жизненных ресурсов.

«Глаза не эволюционировали от плохих к идеальным, — объясняет Нильсон. — На первых порах они удовлетворяли несколько простейших зрительных потребностей, чтобы по мере развития начать выполнять многочисленные и невероятно сложные функции».

В своей модели Нильсон выделил четыре этапа эволюции глаза. Характерными особенностями каждого из этапов он выбрал не физические параметры зрительных органов, а те новые возможности, которые появлялись у их обладателей. На первом этапе зрение использовалось для измерения интенсивности падающего света, определения времени суток или оценки глубины вод, на которой находится животное. Тут достаточно одного фоторецептора. У гидры — небольшой сидячей родственницы медузы — глаз вообще нет, но на щупальцах есть фоторецепторы. Как показали Тод Окли и Дэвид Плачетски из Калифорнийского университета (Санта-Барбара), эти фоторецепторы связаны с ядовитыми стрекательными клетками, что, возможно, помогает гидре реагировать на тени проплывающих мимо потенциальных жертв (и выстреливать в них ядовитыми гарпунами) или ждать прихода ночи, когда добыча гидру не видит и сама плывет в щупальца. На второй стадии животные получают способность определять, откуда падает свет, — их фоторецепторы приобретают экранирующую выстилку (слой пигментных клеток), блокирующую часть световых лучей. Рецепторы позволяют своему хозяину увидеть однопиксельную картину мира, но и этого достаточно, чтобы выбрать направление движения к источнику света или, наоборот, — в тень убежища. Так ориентируются личинки многих морских животных. На третьем этапе фоторецепторы с пигментной выстилкой группируются в «глазки», каждый из которых смотрит в свою сторону. Обладатели таких глаз способны различать информацию, поступающую с разных направлений, и сводить ее в единую «картинку» — довольно размытую, но все же позволяющую составить представление об окружающем мире. Это поворотный момент, когда животные не просто улавливают световые сигналы, а начинают воспринимать зрительные образы, — момент появления настоящих глаз. Существа с таким зрением способны найти убежище (как морская звезда) или избежать столкновения с препятствием (как кубомедузы). Но настоящая эволюция глаз начинается на четвертом этапе. С появлением линзы-хрусталика, способной фокусировать световые лучи, зрение обретает резкость и остроту. «На этой стадии список зрительных функций разрастается до бесконечности», — подытоживает Нильсон.

Такое разнообразие новых возможностей для восприятия окружающей среды вполне могло быть толчком к бурному видообразованию, то есть к кембрийскому взрыву. Внезапно в системе «хищник — жертва» появляется новый элемент — и, вместо того чтобы вынюхивать, пробовать на вкус или искать на ощупь возможную добычу, хищники обрели способность выслеживать ее на расстоянии. Началась «гонка вооружений», в результате которой животные резко увеличились в размерах, стали подвижнее и обзавелись защитными панцирями и шипами.

Развитие органов зрения тем временем продолжалось. Все основные типы глаз, встречающиеся в наши дни, появились в кембрийском периоде, хотя и в примитивном виде. Конечно, с тех пор они приобрели множество новых функций. Скажем, глаза самцов насекомых поденок выглядят так, будто на небольшой фасеточный глаз «наклеили» еще один, огромный, основная задача которого — неустанно всматриваться в небо в поисках самок. У рыб-четырехглазок, нетрудно догадаться, каждый глаз разделен на две части, одна из которых находится над водной гладью и следит за происходящим в небе, а другая смотрит вниз, выискивая добычу и отслеживая хищников. Человеческий глаз отлично приспособлен для выполнения разных задач, он достаточно быстро воспринимает информацию, отлично улавливает контрасты, а по остроте зрения человека превосходят лишь хищные птицы — недаром говорят «глаз как у орла».


Source link

Напишите комментарий

  • пять × 4 =

  • Мы в соцсетях

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях и будьте в курсе самых выгодных предложений по покупке авиабилетов, бронирования отеля или аренды автомобиля!

  • Обратитесь к нам прямо сейчас!

    Flag Counter