Знание-сила, 2003 № 03 (909) - страница 28
Однако они не правы. Так, глянув на несколько палочек, начерченных для счета дикарем, и, переведя взгляд на самые сложные уравнения высшей математики, с трудом представляешь, что «одно произошло из другого путем долгой эволюции». Но это именно так. Вот и в природе, оглядев ее владения, мы отыскали обладателей самых разных органов зрения. Они помогли нам, пусть очень схематично, понять, как развивалось зрение, как рождались все новые его органы. Что же добавляют в эту схему недавние исследования?
Шведские биологи Дан-Эрик Нильсон и Сюзанна Пелгер из Лундского университета смоделировали на компьютере историю эволюции глаза. В этой модели все началось с появления тонкого слоя клеток, чувствительных к свету. Над ним лежала прозрачная ткань, сквозь которую проникал свет; под ним – непрозрачный слой ткани.
Отдельные, незначительные мутации могли менять, например, толщину прозрачного слоя или кривизну светочувствительного слоя. Они происходили случайно. Ученые лишь внесли в свою математическую модель правило: если мутация улучшала качество изображения хотя бы на один процент, то она закреплялась в последующих поколениях.
Хищные птицы отыскивают грызунов по оставленным им ультрафиолетовым меткам
В конце концов, «зрительная пленка» превратилась в «пузырек», заполненный прозрачным студнем, а затем и в «рыбий глаз», снабженный настоящим хрусталиком. Нильсон и Пелгер попробовали оценить, сколько времени могла длиться подобная эволюция, причем они выбрали худший, самый медленный вариант развития. Все равно результат оказался сенсационным. Краткая история глаза насчитывала всего… чуть более полумиллиона лет – сущий миг для планеты. За это время сменилось 364 тысячи поколений животных, наделенных различными промежуточными типами органов зрения. Путем естественного отбора природа «проверила» все эти формы и выбрала лучшую – глаз с хрусталиком. Задача, как выяснилось, была из легких.
Подобная модель наглядно доказывает, что как только первые примитивные организмы открыли саму возможность «запечатлевать» мир – моментально копировать одним из своих органов расположение окружающих предметов и их форму, – тут же этот орган начат совершенствоваться, пока не достиг высшей формы развития. История глаза, в самом деле, оказалась краткой; она была «молниеносной войной» за возможность «видеть все в истинном свете». В победителях числятся все – и человек, и рыбы, и насекомые, и улитки, и даже эвглена, порой получше нас, «амбивалентных», различающая, где черное, а где белое.
Модель шведских ученых вполне вписывается в «ревизию биологических вех», происходящую в последнее время в науке (см. «Знание – сила», 2002, № I). Известные нам ископаемые находки свидетельствуют – и мы уже упоминали об этом, – что эволюция органов зрения длилась сто миллионов лет. По всей вероятности, все произошло значительно быстрее, и в той Книге жизни, что прочитали биологи, недостает пока многих страниц.
Сверху вниз:
Многочисленные светящиеся точки – это глаза раковинного моллюска: у геккона глаза украшены необычным узорам; у гигантского стромбуса – ядовитого брюхоногого моллюска, обитающего в Карибском море, – глаза на ножках
Сверху вниз:
Эта южноамериканская лягушка хорошо видит в темноте потому что глаза у нее навыкате; тарантул преследует свою добычу, значит, зрение у него хорошее
Эта математическая модель, а также генетические открытия убеждают нас в том, что различия между известными типами органов зрения не так велики, как казалось прежде. «Мы убедились, – отмечает немецкий биолог Кристоф Кампенхаузен, – что разные типы органов зрения возникают из-за незначительных изменений в геноме: одни гены активизируются, другие отключаются».
Так, немецкий биолог Вальтер Геринг выяснил, что ген под названием Рах-6 формирует органы зрения у человека, мышей и плодовых мушек дрозофил. Если он имеет дефект, глаз не развивается вовсе или остается в зачаточном виде. В свою очередь, при встраивании гена Рах-6 в определенные участки генома у животного появлялись дополнительные глаза.
