История зрения: путь от светочувствительности до глаза

Гонка вооружений

Глаза стрекозы имеют глобулярную (шаровидную) форму, что дает некоторое понимание того, как она видит. Стрекоза обладает хорошим цветовым зрением, лучшим, чем у многих других представителей животного мира.

Изучение около 12 видов стрекоз показало, что каждая из них обладает не менее чем 11, а некоторые даже 30 зрительными белками.

Означает ли это, что, имея столько опсинов, стрекоза видит мир иначе, чем мы? Скорее всего, да.

Японский ученый Рио Футахаши (Ryo Futahashi) открыл, что в разные моменты жизни стрекозы используют разные опсины. Например, лавра (стадия личинки) имеет недостаток синего опсина; так происходит потому, что синий цвет нечасто встречается в этот период жизни стрекозы.

Другое исследование показало, что стрекоза способна видеть ультрафиолет, зеленый и красные цвета. Вероятно, она может определять поляризованный свет, отражающийся от гладкой поверхности воды, и лучше различает цвета, чем человек.

Однако в сравнении с человеческим зрение стрекозы все же имеет много недостатков. Обладая корой мозга, человек может осознавать увиденное, что вряд ли можно сказать о стрекозе.

Цветовая слепота. Ахроматопсия

Мое зрение похоже на расфокусированный черно-белый фильм. Если случается солнечный день, то он становится просто белым цветом.

Кейтли Смит, певица и автор песен

Пингелап – остров цветовой слепоты

Пингелап – атолл в Тихом океане, который принадлежит Микронезии, часть штата Понпей. В его состав входит три острова: Пингелап, Сукору и Декаэ, связанные системой рифов. Обитаем только остров Пингелап. У народа, живущего там, даже есть свой язык.

В конце 1775 года мощный тайфун обрушился на остров и убил большинство жителей. Выжило около 20 человек. Они стали восстанавливать популяцию островитян. Основатель будущего рода, предок всех коренных островитян Доахкаэса Мваненихсед (Doahkaesa Mwanenihsed) был носителем мутации в гене CNGB3, которая ведет к ахроматопсии, когда гены, доставшиеся от обоих родителей, несут такую мутацию. Сам Мваненихсед не болел ахроматопсией, но передал мутированный ген потомству. Напомню, что такой тип наследования называется аутосомно-рецессивным.

Длительное время популяция островитян оставалась изолированной. Иностранцы, посещающие остров во время Второй мировой войны, не смешивались с местным населением из-за больших социокультурных различий. Это принесло островитянам только новые инфекционные болезни.

Примерно через четыре поколения у островитян стали рождаться дети с редким заболеванием, известным как ахроматопсия, поскольку в последующих поколениях ген с мутацией распространился, и из-за изоляции увеличилась вероятность того, что отец и мать будут носителями. Каждый из них имел бы 50 %-ную вероятность передать ген будущему поколению, и это должно было совпасть с тем, что оба гена встретятся в одной оплодотворенной яйцеклетке. Опять повторились принципы аутосомно-рецессивного наследования. Подробно о них вы можете прочитать в главе «Типы наследования».

Ген CNGB3 несет в себе информацию о строении важной структуры, находящейся только в фоторецепторах-колбочках и участвующей в фототрансдукции – превращении энергии света в сигнал, который идет в головной мозг и воспринимается нами как зрение.

Мутации в этом гене вызывают большинство случаев ахроматопсии, характеризующейся полной цветовой слепотой. Так как структура, кодируемая этим геном, важна только для колбочек, палочки никак не вовлекаются в патологический процесс.