Презентация "Зрение в мире животных" Краткая история глаза Когда и как появился глаз? Вот уже второе столетие биологи спорят о происхождении зрения. Одни — вслед за Чарлзом Дарвином — полагают, что все разнообразные органы зрения, встречаемые нами у животных, можно свести к одному-единственному прототипу: своего рода «первоглазу». Их оппоненты считают, что все эти органы возникали независимо друг от друга. Кто же прав? Лишь в последние годы тайна понемногу раскрывается — благодаря новым математическим моделям и открытиям генетиков. Эвглена, стань человеком! В принципе, все органы зрения предназначены для того, чтобы захватывать отдельные частицы света - фотоны. Вполне возможно, что еще в докембрийский период жили организмы, способные воспринимать свет. Это могли быть и многоклеточные существа, и одноклеточные. Однако первое известное нам животное, наделенное зрением, появилось около 540 миллионов лет назад. А всего через сто миллионов лет, в ордовикском периоде, уже существовали все известные нам сегодня типы органов зрения. Нам остается лишь правильно расставить их, чтобы понять их эволюцию. У одноклеточных животных - например, эвглены зеленой - имеется лишь светочувствительное пятно: "глазок". Оно различает свет, что жизненно важно для той же эвглены, ведь без энергии света в ее организме не может протекать фотосинтез, а значит, не образуются органические вещества. До появления этой органеллы - глазка - одноклеточные животные хаотично сновали в толще воды, пока случайно не попадали на свет. Эвглена же всегда плывет только на свет. У первых многоклеточных животных органы зрения были крайне примитивны. Так, у многих морских звезд по всей поверхности тела разбросаны отдельные светочувствительные клетки. Эти животные способны лишь различать светлое и темное. Заметив проплывающую тень - хищник? - они спешат зарыться в песок. У некоторых животных светочувствительные клетки группировались в виде "глазного пятна". Теперь можно было, пусть и очень приблизительно, оценить, с какой стороны двигался хищник. Более пятисот миллионов лет назад глазные пятна появляются у медуз. Этот орган зрения позволял им ориентироваться в пространстве, и медузы заселяют открытое море. Дождевым червям подобные пятна помогают скрываться от света в земле. Следующую ступень эволюции глаза демонстрируют ресничные черви. В передней части их тела имеются два симметричных пятна: в каждом из них до тысячи светочувствительных клеток. Эти пятна наполовину погружены в пигментную чашку. Свет падает лишь на верхнюю половину пятен, не прикрытую пигментом, и это позволяет животному определить, где находится источник света. При желании можно назвать ресничного червя "животным с двумя глазами". Постепенно глазное пятно еще глубже вдавливалось в эпителий. Образовался желобок - "глазной бокал". Подобным органом зрения обладают, например, речные улитки. Его чувствительность заметно зависит от направления взгляда. Однако улитка видит все вокруг себя расплывчатым, словно глядит сквозь матовое стекло. Острота зрения повышалась по мере того, как сужалось наружное отверстие глаза. Так появился глаз с точечным зрачком, напоминавший камеру-обскуру. Им смотрит на мир моллюск наутилус, родич давно вымерших аммонитов. Толщина глаза у наутилуса - около сантиметра. На его сетчатке имеется до четырех миллионов светочувствительных клеток. Однако этот орган зрения улавливает слишком мало света. Поэтому мир для наутилуса выглядит мрачно. Итак, на каком-то этапе эволюция привела к появлению двух различных органов зрения. Один - назовем его "глаз оптимиста" - позволял видеть все в светлых красках, но очертания предметов были смутными, неясными, расплывчатыми. Другой - "глаз пессимиста" - видел все в черных тонах; мир казался грубым, изломанным, резко очерченным. Именно от него и происходит наш человеческий глаз. Позднее над зрачком нарастает прозрачная пленка; она защищает его от попадания грязи и в то же время меняет его преломляющую способность. Теперь все больше частиц света попадает внутрь глаза, к его светочувствительным клеткам. Так возникает первый примитивный хрусталик. Он фокусирует свет. Чем больше хрусталик, тем острее зрение. Для обладателя такого органа зрения - а именно он и называется "глазом" -окружающий мир становится ярким и отчетливым. Глаз оказался таким совершенным органом зрения, что природа "изобрела" его дважды: он появился у головоногих моллюсков, а позднее у нас, позвоночных, причем у обеих групп животных выглядит он по-разному, да и развивается из различных тканей: у моллюсков - из эпителия, а у человека сетчатка и стекловидное тело возникают из нервной ткани, а хрусталик и роговица - из эпителия. Добавим, что у насекомых, трилобитов, ракообразных и некоторых других беспозвоночных животных сформировался сложный - фасеточный - глаз. Он состоял из множества отдельных глазков - омматидиев. Глаз стрекозы содержит, например, до тридцати тысяч таких глазков. Тут впору сделать заметку на полях. В своей книге "Происхождение видов путем естественного отбора" Чарлз Дарвин назвал глаз "органом необычайного совершенства и сложности", и именно это привело его в замешательство. Неужели "зеркало мира", которое мы неизменно носим с собой, возникло из клочка кожи с вкрапленными в него светочувствительными клетками - вроде тех, которыми наделен дождевой червь? Дарвин признавался, что эта гипотеза казалась ему "в высшей степени абсурдной". А противники эволюционной теории по сей день приводят в пример именно глаз - несообразность его законам эволюции. Разве может - по чистой случайности - кожица превратиться в сложнейший орган чувств? Однако они не правы. Так, глянув на несколько палочек, начерченных для счета дикарем, и, переведя взгляд на самые сложные уравнения высшей математики, с трудом представляешь, что "одно произошло из другого путем долгой эволюции". Но это именно так. Вот и в природе, оглядев ее владения, мы отыскали обладателей самых разных органов зрения. Они помогли нам, пусть очень схематично, понять, как развивалось зрение, как рождались все новые его органы. Что же добавляют в эту схему недавние исследования? |
