История зрения: путь от светочувствительности до глаза

Не видящее зрение

Кроме зрительных, есть опсины незрительные, мы просто упомянем о них, поскольку эта книга все же о зрении.

Последние исследования показали, что некоторые ганглиозные клетки светочувствительны благодаря наличию в них фоторецепторного белка – меланопсина. Меланопсин у человека находится в ретинальных внутренних светочувствительных ганглиозных клетках. Эти ганглиозные клетки можно отнести к третьему классу фоторецепторов наравне с палочками и колбочками. Они составляют малую долю от всех ганглиозных клеток (около 1 %), могут долго генерировать сигнал и не участвуют в зрении, а уведомляют организм об уровне освещенности для других, незрительных, нужд.

Эта система необходима по крайней мере для следующих нужд:

1. Играет важную роль в установке циркадных ритмов, в 24-часовом суточном цикле смены дня и ночи.

2. Участвует в регуляции размеров зрачка и других ответах на воздействие света.

3. Способствует регуляции гормона мелатонина.

Есть много работ, указывающих, что нарушение функции меланопсина может быть одной из причин сезонного аффективного расстройства.

Мутации в генах опсинов вызывают цветоаномалии, то есть нарушения восприятия цвета. Мы отметили, что два гена расположены на Х-хромосоме – именно поэтому цветоаномалии чаще всего бывают у мужчин. У женщин есть две Х-хромосомы, и гены опсинов дублируются (то есть у них присутствуют не только аномальные варианты этих генов).

Перечисление типов цветоаномалий не кажется мне интересным, для этого есть Интернет, вы сможете сами их найти. Я хотел бы остановиться на более интересных фактах.

У большинства людей три типа зрительных опсинов, поэтому по количеству типов опсинов людей относят к трихроматам.

Животные видят мир в других цветах – одни различают меньше оттенков, другие больше. На самом деле о способности животных различать цвета мы имеем очень смутные представления. Реальные эксперименты в основном состояли в том, что животным предлагалось выбирать кормушки в зависимости от цвета и вырабатывались условные рефлексы. Или же мы судим о цветовосприятии животных по имеющимся у них опсинам.

Скорее всего, человеческий глаз – хороший середнячок. Многие животные могут различать цвета в более широком спектре, чем видимый наш, а многие способны и более четко различать оттенки в нашем спектре. Кто-то проиграет нам соревнования по различению цветов, а до кого-то нам очень далеко. В любом случае цветовое зрение точно подстроено под образ жизни того, кто им пользуется, ничего лишнего, но и всё по максимуму.

Мы знаем, что многие животные видят в ультрафиолетовом свете, например насекомые. В Интернете можно найти очень интересную лекцию британского популяризатора науки Ричарда Докинза о зрении насекомых. В ней он говорит об ультрафиолетовом саде, существующем вне нашего зрения. Сад, в котором цветы растут не для нашего удовольствия, а для собственных целей. В этой лекции Докинз выступил против антропоцентрического взгляда на природу. Он исследовал ультрафиолетовые рисунки на цветущих растениях, которые неразличимы человеческим зрением, но прекрасно видны пчеле, и задает вопрос: «Для кого же сущесвуют цветы? Для нас? Мы не видим и половины их красоты».

Цветы используют окраску для привлечения насекомых, которая нам совсем не видна.

Почему мы так видим?

Начнем с приматов. Наш отдаленный предок, только внуки которого стали млекопитающими, имел тетрахроматическое зрение, но когда появился первый теплокровный предок всех млекопитающих, он, скорее всего, склонялся к ночному образу жизни и потерял два опсина из четырех за ненадобностью.

Эволюция ничего не оставляет просто так. Мы уже приводили пример с фоторецепторами, когда обсуждали эволюцию зрения, и выяснили что ничего в живом мире не сохраняется на всякий случай.