Этот обыкновенный загадочный дельфин

Чтобы разобраться со строением сетчатки дельфинов, пришлось, конечно, потрудиться. У погибших по разным причинам животных аккуратно извлекали сетчатку глаза — а это тонкий слой нежнейшей ткани. Извлеченную сетчатку нужно аккуратно, не помяв и не порвав ее, расправить на тонком стекле. Но ткань сетчатки и все составляющие ее клетки почти прозрачны, поэтому даже в микроскоп просто так увидеть там ничего нельзя. Чтобы сделать клетки видимыми, сетчатку окрашивают специальными красками. Только этот процесс не имеет ничего общего с тем, что делает маляр или даже художник, нанося краску на поверхность. Краски, которыми пользуются для исследования сетчатки и других тканей, должны проникнуть внутрь исследуемого образца. И не просто проникнуть: краски, используемые для такой работы, имеют химическую близость с веществами, из которых состоят ткани организма. Поэтому окрашенными оказываются не все подряд, а определенные части конкретных клеток, из которых состоит ткань — в нашем случае это должны быть нервные клетки сетчатки глаза. Если после такой обработки взглянуть на сетчатку в микроскоп, открывается замечательная картина: ярко окрашенные (обычно синего или фиолетового цвета) нервные клетки разбросаны по почти прозрачному полю. Вот теперь можно приниматься за дело: предстоит кропотливая работа. Вся поверхность сетчатки размечается на маленькие квадратики — размером в доли миллиметра. И в каждом таком квадратике нужно подсчитать, сколько в нем содержится нервных клеток. Чем концентрация клеток плотнее, тем больше их насчитывается в каждом квадратике. А когда подсчет закончен, по его результатам можно составить подробную карту, показывающую, какова же плотность клеток в разных частях сетчатки.

Что же выяснилось в результате всей этой кропотливой работы? Начну с самого явного отличия дельфинов от других животных: у дельфинов каждый глаз имеет не одну зону наилучшего видения, а две! И расположены они не в центре поля зрения, а довольно далеко от него, по обеим сторонам и приблизительно на одинаковом расстоянии от центра: одна зона -- в передней части поля зрения, другая в задней боковой части. Это действительно самые настоящие зоны наилучшего видения: концентрация нервных клеток в соответствующих участках сетчатки в десятки раз выше, чем в других частях.

Я уже отмечал, что хрусталик (основная светопреломляющая линза) у дельфина практически шарообразный. Но этого мало. Сетчатка глаза тоже образует практически ровную полусферу, и центр ее совпадает как раз с центром хрусталика, то есть все точки сетчатки удалены от хрусталика на одинаковое расстояние. Таким об разом, вся оптическая система глаза оказывается симметричной относительно одного общего центра. Значит, свет, попадающий на хрусталик с любого направления, преломляется и фокусируется на сетчатке практически одинаково.

Но обратите внимание: как может попасть свет на удаленные от центра части сетчатки, где расположены зоны наилучшего видения? Чтобы попасть на заднюю зону, свет должен пройти через передний край роговицы и дальше через центр хрусталика на сетчатку. А на переднюю зону свет попадает, пройдя через задний край роговицы.

Однако на краях роговицы ее кривизна совсем не такая, как в центре. Края роговицы прикреплены к значительно более толстой и жесткой белковой оболочке (склере), которая, собственно, и образует глазное яблоко. Около места прикрепления роговица заметно утолщена и вдобавок еще поддерживается более толстой и жесткой склерой. Хотя роговица и здесь выгнута, но значительно меньше, чем в центральной ее части. Это было показано оптическими измерениями.

Так вот в чем фокус! Свет попадает на зоны наилучшего видения (которые как раз и обеспечивают самое острое зрение) не через центр роговицы, а через ее края, которые хотя и не совсем плоские, но имеют очень не большую кривизну. Но ведь плоская (или хотя бы почти плоская) роговица — это как раз то, что нужно для одинаковой работы глаза и под водой, и в воздухе.

Правда, если разобраться тщательнее, можно подметить, что не так все просто (но тем и интереснее!). Ведь поперечник шарообразного хрусталика довольно велик. Значит, свет на него может попадать через разные части роговицы. Это только центральная часть светового пучка, попадающего на зону наилучшего видения, проходит через уплощенную часть роговицы. Но на ту же часть сетчатки свет может попасть, пройдя через центральную часть роговицы и краевую часть хрусталика: рисунок наглядно показывает и этот путь тоже. А центральная часть роговицы выпуклая, следовательно, на воздухе эта часть светового пучка будет сфокусирована неправильно, и качество изображения заметно ухудшится.