На фото: глаз кубинской игуаны (Cyclura nubila nubila) подтверждает один из фундаментальных принципов эволюции: потребность предопределяет форму. Сетчатка с четырьмя типами колбочек, ответственных за цветовое восприятие, позволяет этой ящерице прекрасно видеть при солнечном свете. А просто устроенный третий глаз в верхней части головы реагирует на уровень освещенности, подстраиваясь под который, животное регулирует температуру тела.
На вопрос, как животные используют глаза, большинство из нас ответит: так же, как и человек. Но это неверно. Совсем. Так считает Дэн-Эрик Нильсон. В лаборатории Лундского университета (Швеция) он, изучая органы зрения других существ, что называется, смотрит в оба: пара серо-голубых глаз ученого против 24 карих глаз кубомедузы.
Зрительные органы медузы симметрично расположены в четырех ропалиях — укороченных и утолщенных щупальцах на краю ее зонтика. «Когда я впервые увидел все это, не мог глазам поверить», — вспоминает Нильсон. Четыре из шести органов зрения в каждом ропалии представляют собой простые светочувствительные пятна, а вот оставшиеся два устроены на удивление сложно.
Это камерные глаза, в которых есть тонкий прозрачный покровный слой (роговица), светофокусирующая линза (хрусталик) и стекловидное тело с подстилающим слоем светочувствительных клеток (сетчаткой). Так что медуза, как человек, способна видеть изображение, но не очень резкое.
Нильсон собирает данные о разнообразии строения и функций зрительных органов у животных. Скажем, человек использует глаза и для изучения окружающего мира. А для чего нужны глаза… кубомедузе?
Ведь это одно из простейших существ на планете — пульсирующий комок слизи, волочащий за собой несколько жгутов с сотнями жалящих стрекательных клеток. У нее даже мозга нет — его роль выполняет нервное кольцо, расположенное в колоколе медузы. Какие данные собирает такое существо?
В 2007 году группа исследователей во главе с Нильсоном выяснила, что кубомедуза Tripedalia cystophora использует камерные глаза, направленные вниз, чтобы ориентироваться в подводных мангровых зарослях, где она проводит большую часть жизни.
Еще четыре года ушло на то, чтобы разобраться, для чего медузе такие же глаза, смотрящие вверх. Тут помог небольшой минеральный грузик, перекатывающийся в нижней части ропалия, — статолит. Благодаря статолиту, всегда скатывающемуся вниз, эти глаза всегда — даже когда медуза плывет «вниз головой» — смотрят вверх. Когда на них падает тень, медуза делает вывод, что она находится под покровом мангрового леса, где может добыть пищу — крошечных рачков.
Если же они видят лишь яркий свет, значит, ее унесло в открытое море, где есть нечего. Так что животному, лишенному центральной нервной системы, глаза нужны для поиска пищи, ориентации в пространстве и преодоления препятствий, то есть для того, чтобы выжить.
Глаза кубомедузы — лишь один из разнообразных зрительных органов. Кто-то способен видеть только черно-белое изображение, а кто-то воспринимает все цвета радуги и даже спектры, невидимые для человека. Одни не в силах разобраться, где находится источник света, другие способны выследить добычу с расстояния в несколько километров.
Самые маленькие глаза венчают головку наездника Gonatocerus ashmeadi из отряда перепончатокрылых насекомых: они чуть больше крошечной амебы. А самые крупные, диаметром с тарелку, у обитателей морских глубин — гигантских кальмаров.
Их зрительный аппарат камерного типа похож на глаз человека и устроен как фотокамера: единственная линза-хрусталик фокусирует свет на сетчатке, состоящей из фоторецепторов — светочувствительных клеток, поглощающих энергию фотонов и преобразующих ее в электрический импульс, который по зрительному нерву передается в мозг.
У мухи глаза фасеточные — состоят из тысяч самостоятельных единиц, фасеток (в каждой — своя линза и фоторецепторы). У человека, у мухи и у кальмара глаза расположены парами на голове, а вот у морского гребешка, к примеру, глаза несколькими рядами усеивают кожную складку, окружающую тело, мантию; у морских звезд — находятся на кончиках лучей. Бывают глаза с бифокальными линзами, и с отражающим пигментным слоем (светятся в темноте, как у кошки или крокодила), и даже глаза, способные смотреть вверх, вниз и в стороны одновременно.
Все органы зрения реагируют на свет, распространение которого описывается достаточно простыми законами оптики. Однако сам световой сигнал можно использовать очень по-разному: определять время суток, глубину воды, появление в поле зрения контура хищника или возможного партнера. Кубомедуза, ориентируясь на свет, отыскивает безопасное место для кормежки, а мы с помощью глаз осматриваем местность, воспринимаем изменения выражения лица собеседника и читаем эти строки.