Человеческий глаз является одним из сложнейших органов нашего организма. Конечно, в природе есть существа, чьи глаза гораздо лучше видят в темноте, или способны различить очень мелкие объекты, или с намного более широким углом обзора. Однако наши глаза по совокупности характеристик можно назвать одними из самых универсальных на планете. Но как и когда сформировался этот образец природного биоинженерного искусства?
Проанализировав результаты сотен исследований, проведённых по всему миру, профессор Тревор Лэмб из Австралийского Национального Университета пришёл к ряду интересных выводов относительно происхождения глаза как органа.
Во всём виноваты бактерии
История зарождения восходит к древнейшим временам, около 700 млн лет назад. В тот период Земля была населена исключительно одноклеточными организмами: бактериями, примитивными водорослями и кораллами. Примерно в то же время появились и первые светочувствительные белки, опсины. Сегодня эти белки входят в состав палочек в сетчатке наших глаз. Однако на заре времён, по мнению исследователей, опсины использовались некоторыми организмами для определения дня и ночи.
Вероятно, к моменту появления опсинов у простейших уже были сформированы так называемые «сигнальные каскады», позволяющие определять наличие различных химических веществ в окружающей среде. Поскольку у одноклеточных по определению отсутствует нервная система, то и соответствующего канала передачи информации от опсинов у них тоже не было.
500 миллионов лет назад
Спустя примерно 200 млн лет в кембрийском периоде, опсины модифицировались и стали более чувствительными к свету, время реакции уменьшилось, а надёжность возросла. Примерно к тому же времени учёные относят формирование глаза как органа, содержащего кластер светочувствительных клеток. Те существа, которые обрели возможность видеть, получили гигантское эволюционное преимущество. В качестве примера можно привести аномалокариса, хищника метровой длины. Палеонтологи считают, что он обладал глазами размером с жемчужину, каждый из которых состоял из 16 000 фасет. Благодаря этим глазам аномалокарис успешно ориентировался в море и охотился.
С появление глаз лавинообразно выросло количество информации об окружающей среде, протекающей через нервную систему. Этот «оптический поток», непрерывно идущий от глаз, нужно было как-то обрабатывать. В результате начала активно развиваться центральная нервная система, что, в свою очередь, отчасти способствовало совершенствованию и других органов чувств, передающих информацию об окружающей среде.
Также примерно 500 млн лет назад появились миноги, бесчелюстные рыбы. Исследователь считает, что первые миноги имели глаза, чья оптическая система была очень похожа на ту, которая присуща нашим глазам. Поэтому учёный делает вывод, что глаза древних миног были прямыми предшественниками глаз позвоночных животных.
Несмотря на то, что оптическая система глаз миног была очень похожа на наши глаза, сами светочувствительные сенсоры и нервная система соответствовали таковым у насекомых и беспозвоночных животных. Так что нам нужно быть благодарными миногам за то, что сегодня мы смотрим на мир не фасетчатыми глаза как у мух или стрекоз.
Полмиллиарда лет назад развитие глаз позвоночных животных пошло по своему пути, постепенно эволюционируя через рыб, амфибий, рептилий, птиц, и наконец древних людей. И чтобы наши глаза окончательно стали такими, как сейчас, потребовалось 100 миллионов лет эволюции.
Автор: FilatovS
