Фантастический глаз

Фантастический глаз

Величайшим творением природы можно назвать глаза человека. Они не просто периферические аппараты органа зрения, а вынесенные наружу участки центральной нервной системы, специализированные на восприятии зрительных образов и световой энергии. Глаза развиваются на второй неделе внутриутробной жизни из выпячиваний промежуточного мозга, или глазных бокалов. Однако не только по своему происхождению глаза являются участками головного мозга. Они служат, и это самое главное, уникальными нервными приборами, обеспечивающими 90 процентов всей поступающей в организм информации.

Природа очень бережно и почтительно отнеслась к глазам человека. Она создала для них надежную защиту и самую совершенную оптику. Глазные яблоки укрылись в костных «амбразурах» или глазничных впадинах. Их защищают также автоматически смыкающиеся веки, амортизационные среды глазного яблока и слезная жидкость, увлажняющая глаза и смывающая с них инородные частицы. Все это механические средства защиты, но существует еще и другая, весьма сложная световая защита глаз – о ней мы скажем несколько позже.

Свет проникает в глаза практически беспрепятственно, проходя через так называемые преломляющие среды – роговицу, хрусталик, стекловидное тело – и поглощается радужной оболочкой и сетчаткой. Особой сложностью отличается сетчатка. Она состоит из плотных рядов нервных клеток и волокон и светочувствительных рецепторов – палочек и колбочек. Всего в сетчатке человеческого глаза насчитывается 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек, что намного превышает количество волокон в зрительном нерве.

Подсчитано, что из каждых 150 световых импульсов, воспринятых палочками и колбочками, 149 отсеиваются и гасятся внутри глазного яблока и только один, преобразованный в электрический сигнал, проводится по волокну зрительного нерва в кору затылочной доли мозга. Так в области сетчатки происходит предварительный анализ и отбор зрительных образов, в результате чего в головной мозг передаются наиболее важные сведения.

Чувствительность глаза фантастична, так как сетчатка обладает изумительно экономичным пусковым механизмом, приходящим в действие от одного кванта света. Исследования последних лет показали, что человеческий глаз может увидеть свет не только в диапазоне от 400 до 760 миллимикрон, как это было принято думать до сих пор. Оказалось, что достаточно сильный раздражитель вызывает ощущение света при излучении более коротких – до 300 миллимикрон и более длинных – до 950 миллимикрон волн, которые в обычных условиях зрительным аппаратом не воспринимаются.

Если основная масса коры головного мозга состоит из шести слоев, а отдельные области зрительной коры из восьми, то поистине удивления достойна структурная организация сетчатки глаза, имеющая 10 слоев. Вот и получается, что из всех отделов головного мозга наиболее сложным является сетчатка.

Рассматривая строение этого чудодейственного образования, многие специалисты недоумевают, почему оно как бы «вывернуто наизнанку». Сверху, ближе ко входу в глаз, лежат биполярные и ганглиозные нервные клетки, а за ними фоторецепторы, так что свет должен вначале пройти через нечто непрозрачное, чтобы затем достичь световоспринимающих палочек и колбочек. И это после того, как столько изобретательности было потрачено на создание совершеннейшей оптики в передней части глаза!

«В общем, – сокрушается немецкий ученый Р. Фейнман, – некоторые вещи в устройстве глаза кажутся нам великолепными, а некоторые просто глупыми». Ученый считает, что никакого смысла выворачивать сетчатку наизнанку не было и что в этом, мол, заключен пример, как не все в природе разумно и целесообразно. Аналогичной точки зрения придерживается английский исследователь Р. Бертон, который объявляет сетчатку глаза не лучшей выдумкой природы, сравнивая ее с пленкой, ошибочно вставленной в фотоаппарат обратной стороной к объективу.

Свои серьезные обвинения природе Р. Фейнман, Р. Бертон и их единомышленники подкрепляют «морским доказательством», а именно осьминожьим глазом, который внешне мало чем отличается от человеческого. Сторонники подобных сопоставлений полагают, что, конструируя глаз человека и осьминога, «природа дважды пришла к одному и тому же решению проблемы, но с одним небольшим улучшением… у осьминога».

Предпочтение осьминогу отдано потому, что его сетчатка не вывернута наизнанку, а значит, свет сначала падает на фоторецепторы и только уж потом на нервные клетки.

Нам представляется, что высказывания специалистов по поводу «вывернутой наизнанку», а вследствие этого будто бы неудачно устроенной сетчатки человеческого глаза лишены каких-либо оснований. Такие высказывания противоречат известному закону Ч. Дарвина, который гласит, что в процессе эволюции побеждает оптимальный вариант – более экономичный, а значит, и более приспособленный для конкретных, ежесекундно меняющихся условии существования. Естественный отбор слишком беспощаден к излишествам и совершенно не терпит неудач. У человека тем более. В этой связи небезынтересно привести очень характерное выражение Д. Биллингса, который считал, что «природа никогда и ничего не делает наобум, в том числе и глупцов».

Тысячелетиями «шлифуя» свои творения, природа наделила каждое живое существо таким органом зрения, который для него является самым лучшим. У лошади, например, зрачки горизонтальные – в плоских открытых степях такой обзор наиболее выгоден. У кошек и лисиц зрачки, наоборот, вертикальные – при таком устройстве глазу легче отыскивать мышей в траве и птиц на деревьях. Щелевидный зрачок имеет гигантская акула, которой приходится беречь свои глаза от света при плавании в поверхностных водах.

Вальдшнеп способен видеть не только вперед, но также вверх и назад. В буквальном смысле слова он видит затылком; это позволяет вовремя заметить опасность, особенно в тех случаях, когда его клюв погружен в почву. Глаз рыбы анаблепы решает еще более сложную задачу. Эта необычная рыба живет на поверхности воды и имеет глаз, разделенный на два сектора: верхний видит в воздухе, нижний – в воде. Одним взглядом анаблепа замечает сразу и птиц в небе, и рыб в водоеме – ведь нападения можно ожидать отовсюду.

Ни одно живое существо не может сравниться с птицей по остроте зрения и размерам глаз. У большинства птиц глаз чрезвычайно велик и, что самое интересное, больше их мозга по объему. Глаз орла или крупной совы, например, равен человеческому глазу, а глазное яблоко страуса по размеру чуть меньше теннисного мяча.

Окружающая среда и условия жизни для любого живого существа формируют зрение и определяют его специфику. Совсем непонятно ни с логической, ни с физиологической точек зрения, на каком основании некоторые ученые проводят сравнительную оценку глаза человека и осьминога, желая обнаружить не только их внешнее сходство, но и полную оптическую идентичность. А если б в самом деле было так, как раз тогда и можно было говорить о неразумности и даже об абсурде.

Неблагодарное занятие сравнивать человека и осьминога. Первый живет в условиях активной световой среды, второй – в темном глубоководном царстве. По данным американского ученого Дж. Босса, головоногий монстр – осьминог обитает на очень больших глубинах – до 5700 метров. Давно известно, что у рыб и других водных животных, в том числе и у осьминога, существуют свои особые проблемы, связанные со зрением. Вода поглощает свет, и водные животные всегда живут в полумраке, поэтому их глаза обязательно должны иметь своеобразное зеркальце, или тапетум, служащее для отражения световой энергии и усиления зрительных восприятий. С глубиной освещенность постепенно уменьшается. Поверхностные слои воды толщиной в один метр освещены на 50, слои воды на глубине 10 метров – на 20, ниже 100 метров – на 1 процент и ниже 400 метров – на 0.

В этой кромешной тьме некоторые глубоководные рыбы обходятся вообще без зрения, а другие обладают огромными глазами, палочки в сетчатке этих рыб увеличены и содержат много зрительного пурпура, благодаря чему способны улавливать свет, каким бы слабым он ни был. К тому же плотность палочек в сетчатке таких животных очень велика (в 250 раз больше, чем у человека), в результате уменьшается вероятность того, что свет пройдет мимо них. Вот почему глаз осьминога устроен так, что первыми в сетчатке встречают свет не нервные клетки, а палочки и колбочки.