Если внимательно посмотреть на новозеландскую туатару — древнее ящероподобное существо, — на ее голове можно увидеть третий, совершенно настоящий глаз. У этого теменного глаза есть хрусталик, сетчатка и связь с мозгом.
Удивительно, но у человека тоже имеется третий глаз — это эпифиз, или шишковидная железа. Он находится глубоко в мозге и давно лишен прямого солнечного света, однако продолжает играть важную роль в регулировании реакции организма на свет и темноту. Авторы новой обобщающей гипотезы попытались прояснить, откуда возник этот загадочный орган и почему зрительная система позвоночных столь резко отличается от глаз большинства других животных.
У беспозвоночных животных — мух, осьминогов, крабов — боковые глаза состоят из древних светочувствительных клеток одного типа, именуемых рабдомерными фоторецепторами. Второе семейство клеток — цилиарные фоторецепторы — обычно располагается в глубине мозга и выполняет невизуальные функции, например, отслеживает длину дня. У позвоночных все наоборот: на сетчатке находятся цилиарные фоторецепторы, а в глубине мозга расположены рабдомерные рецепторы. Такая «перевернутая» схема зрительной системы характерна исключительно для позвоночных, и до сих пор ученые не могли объяснить, как это произошло.
Профессор Томас Баден из Университета Сассекса вместе с коллегами заглянул в прошлое на 575 миллионов лет назад, когда наши предки были небольшими червеобразными существами, ползущими по морскому дну. Как и большинство двусторонне-симметричных животных, они имели два боковых глаза, предназначенных для навигации, и более простой срединный глаз на макушке, который использовался для отслеживания уровня освещения.
Далее, предполагают ученые, предки позвоночных начали закапываться в донный осадок, фильтруя проплывающие мимо органические частицы и питаясь ими. Навигация стала ненужной, и энергоемкие боковые глаза были утрачены. Остался только срединный глаз — он оказался полезным для определения направления вверх-вниз и времени суток. «Необходимость знать, какое сейчас время дня или где верх, если вы находитесь в глубокой воде, никуда не исчезает, — объясняет Баден. — Поэтому мы предполагаем, что именно тогда мы потеряли исходные боковые глаза, но сохранили срединный».
Затем некоторые наши предки вернулись к свободному плаванию, и единственным доступным материалом для создания новых глаз оказался фоторецепторный орган наверху. Этот центральный глаз постепенно усложнялся, формируя чашевидные выросты, чувствительные к направлению света. Со временем эти выросты переместились к бокам головы, превратившись в полноценные глаза для навигации.
Исходный срединный глаз никуда не делся — он сохранился как эпифиз у всех позвоночных. У туатар и некоторых рептилий он остался полноценным глазом, у рыб — упрощенным органом, который напрямую улавливает свет, а у млекопитающих он получает информацию о свете через глаза и нервные пути, но все еще регулирует суточные ритмы с помощью мелатонина.
Фото: hi-tech.mail.ru