Зрение человека. Как оно устроено?
На молекулярном уровне глаза всех животных устроены одинаково. Для получения картины мира в первую очередь необходимо улавливать свет. Наше зрение и зрение рака-богомола восходит к общему предку и на то имеются веские доказательства. В лаборатории выделили раствор молекул, занимающихся именно этим в человеческом глазу. Точно такие же молекулы расположены в светочувствительных рецепторах — так называемых палочках. Этот пигмент известен как родопсин.
И как только я подвергну его воздействию солнечных лучей, вы тут же заметите изменение. Поначалу был розовым и вдруг резко пожелтел. Поглощая свет, молекулы родопсина меняют форму — и из-за этого цвет становится другим. В глазном яблоке происходит следующее: изменение молекулы порождает электрический сигнал, который, дойдя до мозга, формирует картину мира.
Зрение человека. Как оно устроено?
Эта химическая реакция стоит за зрением всех существ на планете. Близкородственные молекулы содержатся в глазах всех животных. Значит, этот механизм очень древний. Дабы отыскать его истоки, нам необходимо найти общего предка, связывающего все те организмы, которые ныне используют родопсин. Очевидно, этот предок жил до расхождения эволюционных ветвей. Но когда именно — неизвестно.
Кто же этот прародитель? А вот здесь мы подошли к самому рубежу научного прогресса. У нас нет точного ответа. Ключ к разгадке может содержаться в маленький зеленых сгустках — колониальных водорослях, известных как вольвокс.
У нас мало общего с водорослями. Наши эволюционные ветви разошлись более миллиарда лет назад. Однако одно поразительное сходство всё-таки есть. Движением вольвокса управляют светочувствительные клетки. А содержащийся в них активный ингредиент — разновидность родопсина — настолько схож с нашим, что мы, вероятно, произошли от одного предка.
Выходит, у нас с этими водорослями есть общий прародитель, и он обладал первыми зачатками зрения? Чтобы найти источник, от которого как нам, так и водорослям досталась способность улавливать свет, нам придется спуститься к самым корням эволюционного древа. В частности — к цианобактериям.
Они были в числе первых организмов, появившихся на нашей планете. Считается, что изначально молекулы родопсина появились у этих фотосинтетических клеток. Возможно, наша способность видеть зародилась более миллиарда лет назад в одном, на первый взгляд, очень простом организме — в цианобактерии. И если базовые зрительные пигменты существали уже давно, им предстоял большой путь от химической реакции до полноценного глаза, способного создавать картину окружающего мира.
Сложная система восприятия
Глазное яблоко — исключительно сложный механизм, состоящий из взаимосвязанных элементов, поэтому его пошаговое развитие довольно трудно представить. Однако, мы прекрасно разобрались в этом процессе. Для начала, возьмем светочувствительный пигмент, например — родопсин, и поместим его на мембрану.
Расположив на ней пигментные клетки, мы получим нечто, способное различать свет и тьму. Подобное расположение обеспечивает высокую чувствительность к свету. Он падает на сетчатку, не встречая на пути никаких препятствий. Однако не обошлось без недостатков — картинки попросту нет. Есть лишь возможность отличать светлое от темного. Эту проблему можно решить, добавив перед сетчаткой небольшое отверстие, известное как апертура.
