Эволюция — это не гениальный инженер, а бережливый механик, который собирает новый механизм из того, что завалялось в гараже. Биологи из Швеции и Великобритании выяснили, что привычные нам парные глаза — это не усовершенствованная версия древних боковых глаз, а «располовиненный» глаз с макушки предка-домоседа. И остаток этого древнего глаза-циклопа до сих пор сидит в нашем мозге, помогая нам засыпать по ночам.
Если вы посмотрите на осьминога, вам покажется, что его глаза устроены так же, как наши: там есть хрусталик, зрачок, сетчатка. Это классический пример конвергентной эволюции (когда разные животные приходят к одинаковым инженерным решениям). Но если спуститься на уровень эмбрионов, обнаружится фундаментальная странность.
У большинства беспозвоночных животных глаза развиваются из эпидермальной ткани (по сути, из кожи на поверхности головы). А вот у всех позвоночных, включая человека, глаза — это буквально выросты мозга. Наша сетчатка со сложнейшим клеточным составом формируется из нейронной ткани.
Долгие годы эволюционные биологи не могли понять: почему наши предки пошли таким странным, окольным путем? Ответ на этот вопрос, опубликованный в Current Biology, переворачивает классическое понимание биологии сенсорных систем.
Группа ученых изучила расположение и функции светочувствительных клеток у 36 основных групп современных двусторонне-симметричных животных. Вырисовалась четкая закономерность.
Исторически у животных светочувствительные клетки находились в двух зонах:
- По бокам (парные глаза) — они нужны для навигации, быстрого движения и оценки пространства.
- На средней линии головы (над мозгом) — чтобы отличать день от ночи и понимать, где верх, а где низ.
Так вот, примерно 600 миллионов лет назад наш далекий предок — древнее морское червеобразное существо (вторичноротое) — решил, что с него хватит суеты. Он опустился на морское дно, зарылся в ил и перешел на оседлый образ жизни, питаясь отфильтрованным планктоном.
В эволюции работает жесткое правило: что не используется, то идет под нож, потому что экономика должна быть экономной. Парные глаза требуют гигантских затрат энергии. Поскольку нашему предку-фильтратору больше не нужно было ни за кем гоняться, он навсегда утратил боковые «рулевые» глаза. От всей зрительной системы у него остался только один непарный медианный глаз на макушке, реагирующий на свет. Предок стал малоподвижным слепым циклопом.
Но спокойная жизнь в иле длилась не вечно. В период между 600 и 540 миллионами лет назад ранние хордовые потомки этого червя снова начали активно плавать. Им срочно понадобилось нормальное зрение для маневрирования.
Проблема биологической эволюции в том, что она не может просто нажать Ctrl+Z и вернуть удаленные органы в их первозданном виде. Природе пришлось импровизировать с тем, что осталось — одиночным глазом на макушке.
Чтобы снова обрести бинокулярное зрение, этот центральный светочувствительный орган разросся, образовал небольшие чашечки по бокам, которые затем отделились от центра и «разъехались» на две стороны головы. Именно так образовались наши с вами парные глаза.
Это объясняет, почему человеческая сетчатка неразрывно связана с мозгом и содержит уникальную, сложнейшую (и нетипичную для остального животного мира) комбинацию фоторецепторов. Авторы исследования описывают этот процесс не как возникшую с нуля инновацию, а как «перепрофилирование древнего контура» — грубо говоря, успешный эволюционный костыль.
Самое интересное то, что оригинальный центральный глаз никуда не исчез. Он все еще с нами.
Та часть древнего органа, которая не превратилась в сетчатку, осталась глубоко в центре нашего мозга. У человека и млекопитающих это эпифиз (шишковидная железа). Да, та самая железа, которая вырабатывает гормон мелатонин и напрямую регулирует наши циркадные ритмы (циклы сна и бодрствования).
Если у человека эпифиз спрятан глубоко под костями черепа, то у многих позвоночных (например, у некоторых ящериц и лягушек) он до сих пор работает как примитивный датчик света и принимает сигналы через тонкий, лишенный пигмента участок кожи на темени.
Важно отметить, что выводы исследователей основаны на сравнительном анализе сенсорных систем и генетики десятков групп современных животных, а не на находке физического окаменелого глаза (мягкие ткани почти не сохраняются в породе). Тем не менее, эта модель элегантно разрешает давний биологический парадокс.
Исследование шведских и британских ученых напоминает: анатомия человека соткана из компромиссов, сформированных образом жизни организмов, которых давно нет на свете. Если бы древний червь сотни миллионов лет назад не поленился и не залег на дно, наши глаза могли бы расти из кожи лица, а анатомия была бы совершенно иной.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: В наших глазах все еще можно найти рудимент третьего века
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.