19 ноября 2002 19:56 |
Фантастический глаз
 |
Природа очень бережно и почтительно отнеслась к глазам человека. Она создала для них надежную защиту и самую совершенную оптику. Глазные яблоки укрылись в костных «амбразурах» или глазничных впадинах. Их защищают также автоматически смыкающиеся веки, амортизационные среды глазного яблока и слезная жидкость, увлажняющая глаза и смывающая с них инородные частицы. Все это механические средства защиты, но существует еще и другая, весьма сложная световая защита глаз — о ней мы скажем несколько позже.
Свет проникает в глаза практически беспрепятственно, проходя через так называемые преломляющие среды — роговицу, хрусталик, стекловидное тело — и поглощается радужной оболочкой и сетчаткой. Особой сложностью отличается сетчатка. Она состоит из плотных рядов нервных клеток и волокон и светочувствительных рецепторов — палочек и колбочек. Всего в сетчатке человеческого глаза насчитывается 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек, что намного превышает количество волокон в зрительном нерве.
Подсчитано, что из каждых 150 световых импульсов, воспринятых палочками и колбочками, 149 отсеиваются и гасятся внутри глазного яблока и только один, преобразованный в электрический сигнал, проводится по волокну зрительного нерва в кору затылочной доли мозга. Так в области сетчатки происходит предварительный анализ и отбор зрительных образов, в результате чего в головной мозг передаются наиболее важные сведения.
Чувствительность глаза фантастична, так как сетчатка обладает изумительно экономичным пусковым механизмом, приходящим в действие от одного кванта света.
Исследования последних лет показали, что человеческий глаз может увидеть свет не только в диапазоне от 400 до 760 миллимикрон, как это было принято думать до сих пор. Оказалось, что достаточно сильный раздражитель вызывает ощущение света при излучении более коротких — до 300 миллимикрон и более длинных — до 950 миллимикрон волн, которые в обычных условиях зрительным аппаратом не воспринимаются.
Если основная масса коры головного мозга состоит из шести слоев, а отдельные области зрительной коры из восьми, то поистине удивления достойна структурная организация сетчатки глаза, имеющая 10 слоев. Вот и получается, что из всех отделов головного мозга наиболее сложным является сетчатка.
Рассматривая строение этого чудодейственного образования, многие специалисты недоумевают, почему оно как бы «вывернуто наизнанку». Сверху, ближе ко входу в глаз, лежат биполярные и ганглиозные нервные клетки, а за ними фоторецепторы, так что свет должен вначале пройти через нечто непрозрачное, чтобы затем достичь световоспринимающих палочек и колбочек. И это после того, как столько изобретательности было потрачено на создание совершеннейшей оптики в передней части глаза!
«В общем, — сокрушается немецкий ученый Р. Фейнман, — некоторые вещи в устройстве глаза кажутся нам великолепными, а некоторые просто глупыми». Ученый считает, что никакого смысла выворачивать сетчатку наизнанку не было и что в этом, мол, заключен пример, как не все в природе разумно и целесообразно. Аналогичной точки зрения придерживается английский исследователь Р. Бертон, который объявляет сетчатку глаза не лучшей выдумкой природы, сравнивая ее с пленкой, ошибочно вставленной в фотоаппарат обратной стороной к объективу.
Свои серьезные обвинения природе Р. Фейнман, Р. Бертон и их единомышленники подкрепляют «морским Доказательством», а именно осьминожьим глазом, который внешне мало чем отличается от человеческого. Сторонники подобных сопоставлений полагают, что, конструируя глаз человека и осьминога, «природа дважды пришла к одному и тому же решению проблемы, но с одним небольшим улучшением… у осьминога».
Предпочтение осьминогу отдано потому, что его сетчатка не вывернута наизнанку, а значит, свет сначала падает на фоторецепторы и только уж потом на нервные клетки.
Нам представляется, что высказывания специалистов по поводу «вывернутой наизнанку», а вследствие этого будто бы неудачно устроенной сетчатки человеческого глаза лишены каких-либо оснований. Такие высказывания противоречат известному закону Ч. Дарвина, который гласит, что в процессе эволюции побеждает оптимальный вариант — более экономичный, а значит, и более приспособленный для конкретных, ежесекундно меняющихся условий существования. Естественный отбор слишком беспощаден к излишествам и совершенно не терпит неудач. У человека тем более. В этой связи небезынтересно привести очень характерное выражение Д. Биллингса, он считал, что «природа никогда и ничего не делает наобум, в том числе и глупцов».
Тысячелетиями «шлифуя» свои творения, природа наделила каждое живое существо таким органом зрения, который для него является самым лучшим. У лошади, например, зрачки горизонтальные — в плоских открытых степях такой обзор наиболее выгоден. У кошек и лисиц зрачки, наоборот, вертикальные — при таком устройстве глазу легче отыскивать мышей в траве и птиц на деревьях. Щелевидный зрачок имеет гигантская акула, которой приходится беречь свои глаза от света при плавании в поверхностных водах.
Вальдшнеп способен видеть не только вперед, но также вверх и назад. В буквальном смысле слова он видит затылком; это позволяет вовремя заметить опасность, особенно в тех случаях, когда его клюв погружен в почву, Глаз рыбы анаблепы решает еще более сложную задачу. Эта необычная рыба живет на поверхности воды и имеет глаз, разделенный на два сектора: верхний видит в воздухе, нижний — в воде. Одним взглядом анаблепа замечает сразу и птиц в небе, и рыб в водоеме — ведь нападения можно ожидать отовсюду.
Ни одно живое существо не может сравниться с птицей по остроте зрения и размерам глаз. У большинства птиц глаз чрезвычайно велик и, что самое интересное, больше их мозга по объему. Глаз орла или крупной совы, например, равен человеческому глазу, а глазное яблоко страуса по размеру чуть меньше теннисного мяча.
Окружающая среда и условия жизни для любого живого существа формируют зрение и определяют его специфику. Совсем непонятно ни с логической, ни с физиологической точек зрения, на каком основании некоторые ученые проводят сравнительную оценку глаза человека и осьминога, желая обнаружить не только их внешнее сходство, но и полную оптическую идентичность. А если б в самом деле было так, как раз тогда и можно было говорить о неразумности и даже об абсурде.
Неблагодарное занятие сравнивать человека и осьминога. Первый живет в условиях активной световой среды, второй — в темном глубоководном царстве. По данным американского ученого Дж. Восса, головоногий монстр — осьминог обитает на очень больших глубинах — до 5700 метров. Давно известно, что у рыб и других водных Животных, в том числе и у осьминога, существуют свои особые проблемы, связанные со зрением. Вода поглощает свет, и водные животные всегда живут в полумраке, поэтому их глаза обязательно должны иметь своеобразное зеркальце, или тапетум, служащее для отражения световой энергии и усиления зрительных восприятий. С глубиной освещенность постепенно уменьшается. Поверхностные слои воды толщиной в один метр освещены на 50, слои воды на глубине 10 метров — на 20, ниже 100 метров — на 1 процент и ниже 400 метров — на 0.
В этой кромешной тьме некоторые глубоководные рыбы обходятся вообще без зрения, а другие обладают огромными глазами, палочки в сетчатке этих рыб увеличены и содержат много зрительного пурпура, благодаря чему способны улавливать свет, каким бы слабым он ни был. К тому же плотность палочек в сетчатке таких животных очень велика (в 250 раз больше, чем у человека), в результате уменьшается вероятность того, что свет пройдет мимо них. Вот почему глаз осьминога устроен так, что первыми в сетчатке встречают свет не нервные клетки, а палочки и колбочки.
Смотри также
19 ноября 2002 | 20:11
Образ жизни, сохраняющий зрение
Давайте задумаемся, какой образ жизни мы ведем. Зрительные расстройства напрямую связаны с общим состоянием организма и различными заболеваниями. Комфортные условия в доме зачастую избавляют нас от физического труда.
19 ноября 2002 | 19:11
Первая загадка радужки
К настоящему времени установлено, что главными регуляторами световой энергии для мозга служат отверстия в радужной оболочке. Этот факт признается абсолютно всеми. Анатомы и физиологи подтверждают, что ни один из отделов глаза не подвержен такой индивидуальной изменчивости, как радужная оболочка.
19 ноября 2002 | 19:11
Нужны ли вам очки?
«Как много на свете вещей, которые мне не нужны», — любил повторять Сократ. Надеюсь, что вы можете сказать то же самое об очках. Если же очки составляют такую же естественную часть вашего гардероба, как и у героя романа «Дети капитана Гранта» мсье Паганеля, который, лишившись очков, не смог отличить Африку от Южной Америки, то эта глава предназначена именно для вас.
19 ноября 2002 | 18:11
Глаз
Глаз человека, обеспечивающий зрительное восприятие окружающего мира, представляет собой исключительно сложное образование. Его роль заключается в том, чтобы точно фиксировать форму, цвет и взаиморасположение предметов в пространстве.
17 ноября 2002 | 09:11
Упражнения для глазодвигательных мышц.
Еще в древние гимнастические системы входили упражнения в виде разнообразных движений глазами (повороты, круговые движения и т. п.). Несомненно, они приносят пользу, так как тренируют мышцы, управляющие движениями глаз, активизируют кровообращение в этой области.
