Сложное строение глаза

Чрезвычайно сложные по строению глаза, подобные тем, что есть у людей, представляют собой чудо скоординированной работы различных составляющих. Нижеследующее описание, может быть, несколько перенасыщено техническими терминами, но этот обзор поможет вам получить общее представление об этом удивительном органе, который позволяет вам прочесть эти строки. Изучая расположение слоев в сферическом глазе, постарайтесь запомнить, какие из них обращены внутрь, то есть к центру глазного яблока, а какие — к внешней поверхности глаза. Это будет важно для последующей дискуссии о «вывернутой» сетчатке.

Глаз представляет собой по большей части пустотелую сферу с крайне сложным строением внешней стенки (Рис. 4.1А). Большую часть внутренней поверхности глаза выстилает такой крайне важный орган, как сетчатка, которая воспринимает свет, попадающий в глаз через черное отверстие, называемое зрачком. Сетчатка устроена очень сложно и состоит из множества клеточных слоев, как показано на Рис. 4.1 С, D. Ближайший к верхней поверхности глаза слой называется пигментным эпителием. В этом слое находится пигмент, который собирает рассеянный свет, а также питает клетки следующего внутреннего слоя, состоящего из колбочек и палочек. Эти колбочки и палочки играют крайне важную роль в качестве фоторецепторных клеток, которые регистрируют поступающий в глаз свет. Палочки дают нам возможность видеть в условиях слабой освещенности, а три вида колбочек действуют при более ярком свете и обеспечивают восприятие цветов.

Как показано на Рис. 4.1 D, тот конец продолговатых палочек и колбочек, что располагается ближе к пигментному эпителию или, другими словами, обращен внутрь глаза, содержит большое количество дисков. В этих дисках есть особый вид белковых молекул под названием родопсин, причем одна палочка может содержать сорок миллионов таких молекул. Когда свет попадает на молекулу родопсина, она начинает менять свою форму. Эта реакция передается множеству других разнородных молекул, и возникает своеобразная «лавина» биохимических событий, которая в свою очередь изменяет электрический заряд на поверхности палочки или колбочки, показывая тем самым, что эта клетка «засекла» свет. Затем весь процесс обращается вспять, готовясь к следующему сеансу распознавания света. В нем задействованы по крайней мере дюжина различных видов белковых молекул³⁷. Многие из них специфичны и необходимы для зрительного процесса. Это еще один пример предельной сложности, о которой мы уже говорили в последней главе и который ставит под вопрос эволюционную теорию.

Изменение электрического заряда на поверхности палочки или колбочки передается дальше в виде импульса в комплексную сеть нервных клеток. Эти клетки образуют слой, располагающийся внутри (то есть к центру глазного яблока) слоя палочек и колбочек («нервные волокна» на Рис. 4.1С). От этого слоя информация попадает в мозг по зрительному нерву (Рис. 4.1А).

В сетчатке человеческого глаза насчитывается более 100 миллионов светочувствительных клеток (палочек и колбочек). Большую часть наружной плоскости сетчатки покрывает слой разнообразных нервных клеток, которые начинают обработку информации, поступающей от палочек и колбочек. И таких разновидностей нервных клеток в этом слое насчитывается более пятидесяти³⁸. Благодаря тщательным исследованиям ученые начинают понимать назначение некоторых из них. К примеру, если стимулировать определенный участок сетчатки, то происходит подавление информации от окружающих его клеток с тем, чтобы увеличить резкость и контрастность картинки. Этот тип обработки информации осуществляется на нескольких уровнях анализа поступающего света. Это очень сложные комплексные системы, включающие схемы обратной связи. Мы в курсе, что некоторые другие схемы в этих нервных клетках связаны с распознаванием движения, но есть еще много разновидностей клеток в этом слое, о функциях которых нам ничего не известно.

Своей способностью видеть мы обязаны не одним только глазам, хотя зачастую и не осознаем этого. Глаз только собирает и обрабатывает информацию, которая отсылается в задние отделы нашего мозга, где и складывается зрительный образ. Без мозга мы бы ничего не видели. По зрительному нерву в наш мозг поступают миллионы байт информации в секунду. В головном мозге эти данные, по всей видимости, разбиваются для анализа на несколько различных компонентов, таких, как яркость, цвет, движение, форма и глубина резкости изображения. Затем они снова формируются в единую картинку. Этот процесс невероятно сложен, невероятно скоротечен и происходит как будто без видимых усилий. Исследователи, работающие в этой области, отмечают, что «простейшие визуальные задачи, такие, как восприятие цветов и узнавание знакомых лиц, требуют тщательных расчетов и больше нервных схем, чем мы до сих пор предполагали»³⁹.

Наши глаза используют целый ряд других систем со взаимозависимыми частями, которые были бы в нерабочем состоянии, не окажись в них хотя бы одного из необходимых компонентов. Одна из них — механизм, анализирующий яркость света и контролирующий размер зрачка. Еще одна — система быстрой автоматической фокусировки, изменяющая форму хрусталика. И есть еще несколько не менее сложных систем, которые помогают нам лучше видеть, например, механизм, удерживающий в поле зрения обоих глаз один и тот же объект.

Все эти факторы поднимают вопросы, касающиеся множества взаимозависимых частей. Например, какая польза была бы от системы, определяющей расфокусировку картинки в глазу, не будь механизма, который исправляет форму хрусталика, чтобы вернуть картинку в фокус? Согласно поэтапному эволюционному сценарию эти механизмы в процессе своего развития не имели бы никакой ценности для выживания, поскольку большинство их составляющих, если не все, были бы бесполезны вне общей их совокупности. Здесь, как и во многих других случаях, мы сталкиваемся с традиционной дилеммой курицы и яйца; что первично — курица или яйцо? И то и другое необходимо для выживания.

Временами Чарльз Дарвин с открытым забралом вступал в полемику с критиками своей теории. Рассмотрев проблемы эволюции глаза в Происхождении видов, он далее заявляет: «Если бы кто-нибудь сумел показать такой из существующих сложных органов, который не мог бы сформироваться путем многочисленных последовательных и незначительных изменений, то моя теория совершенно развалилась бы. Но такие случаи мне неизвестны»⁴⁰. Призывая своих оппонентов показать то, что, как ему кажется, просто не существует, и, говоря о «многочисленных незначительных изменениях», Дарвин забывает об отсутствии ценности для выживания организма у несформировавшихся взаимозависимых частей. А ведь нефункциональность недоразвитых и взаимозависимых компонентов и отсутствие у них на протяжении долгого времени ценности для выживания — это и есть те условия, на которых, по словам самого Дарвина, его теория должна быть отвергнута.

Date: 2015-09-05; view: 1827; Нарушение авторских прав