В черепе человека спрятан «третий глаз» — и вот зачем он нужен

Если вам когда-нибудь посчастливится увидеть туатару (странное ящероподобное существо из Новой Зеландии), то вы сможете заметить на ее голове нечто поразительное: функционирующий третий глаз. Подобно более крупным глазам по бокам головы туатары, ее третий, или теменной, глаз имеет хрусталик, сетчатку и нервные связи с мозгом. То, что у позвоночного животного есть столь сложно устроенный третий глаз, может слегка удивить. Но правда в том, что у людей он тоже есть — шишковидная железа. Она расположена глубоко в мозге и давно отрезана от прямого солнечного света, но по-прежнему играет ключевую роль в том, как наш организм реагирует на свет и темноту. Новая масштабная гипотеза, опубликованная в журнале Current Biology, пытается объяснить, откуда именно взялась эта маленькая железа. Полученные данные показали: человеческий третий глаз произошел от древнейших предков. И понимание этого, возможно, объяснит одну из самых сложных загадок эволюции зрения. Проблема глаз позвоночных Присмотритесь к большинству животных на Земле — мухе, осьминогу, крабу — и вы увидите, что их глаза устроены на удивление единообразно. Светочувствительные клетки в их боковых глазах принадлежат к одному древнему семейству — рабдомерным фоторецепторам. Второе семейство — цилиарные (ресничные) фоторецепторы — располагается в мозге, выполняя в основном незрительные функции: отслеживает продолжительность дня и определяет общий уровень освещенности. Позвоночные же (рыбы, рептилии, птицы и люди) переворачивают это правило с ног на голову. Человеческие глаза построены из ресничных фоторецепторов на входном конце, соединенных с нейронами рабдомерного происхождения на выходном конце. Такая конфигурация почти нигде больше в животном мире не встречается, и ни у кого не было убедительного объяснения, как она возникла. «Какой была самая первая «конструкция» зрения и насколько разные виды просто скопировали ее или слегка переделали под себя? — спрашивает профессор Томас Баден, нейробиолог из Университета Сассекса и соавтор нового исследования. — Каковы закономерности на самом деле? Когда долго этим занимаешься, невольно задумываешься: а как выглядел самый первый глаз?» Предок-циклоп Чтобы ответить на эти вопросы, Баден и его команда заглянули в прошлое к далекому родственнику людей примерно на 575 миллионов лет назад. В ту пору мы были немногим больше маленького червеобразного существа, копошившегося в мелководье морского дна. Как и у большинства билатеральных животных (тех, у кого есть левая и правая стороны тела), у этого существа почти наверняка имелись два боковых глаза для навигации и более простой срединный глаз на макушке, чтобы отслеживать уровень освещенности и сохранять ориентацию. А затем, как предположили Баден и его коллеги, что-то изменилось. Предки, которые в конечном счете привели к появлению позвоночных, начали зарываться головами в песок — в буквальном смысле. Закопавшись в осадок и фильтруя проплывающие мимо частицы пищи, они больше не нуждались в навигации. Боковые глаза, теперь практически бесполезные, но энергетически затратные в поддержании, были утрачены. Все, что осталось, — это участок сенсоров и фоторецепторов посередине, все еще пригодный для того, чтобы отличать верх от низа и день от ночи. «Потребность знать, какое сейчас время суток, или где начинается перепад высот, если ты находишься на глубине, никуда не исчезает, — пояснил Баден. — Поэтому мы предполагаем, что именно тогда мы потеряли исходные боковые глаза, но сохранили первоначальный срединный глаз, потому что его основная задача осталась прежней». Исследователи предположили, что именно эта фаза зарывания в грунт объясняет, почему позвоночные выделяются из общей массы. Пока все остальные животные в ходе эволюции сохраняли боковые глаза, предки людей свои потеряли, но однажды придется их обрести заново. Из одного глаза — три К счастью, некоторые из этих предков со временем покинули свои норы и вернулись в открытую воду, превратившись в свободно плавающих фильтраторов. Навигация, как и прежде, стала жизненно необходимой, а единственным доступным материалом для построения новых глаз оказался тот самый светочувствительный орган на макушке, представлявший собой смешанную систему, содержащую как ресничные, так и рабдомерные клетки. Затем, как предположили исследователи, последовал медленный процесс усложнения центрального глаза и появления чувствительных к направлению света чашеобразных отростков. По мере того как эти чаши смещались вбок, они начинали улавливать, как меняются яркость и цвет в зависимости от глубины, времени суток и окружающей среды. Чем больше информации, тем сильнее эволюционное давление для дальнейшего развития. В итоге чаши полностью переместились на боковые стороны головы, где уже могли обеспечивать полноценное направленное зрение и навигацию. Однако первоначальный глаз не исчез. Он сохранился в виде шишковидной железы, которая и сегодня встречается практически у всех позвоночных — от львов и ящериц до людей. У туатар и некоторых других рептилий клетки остались, по сути, полноценно сформированным глазом. У рыб это более простой орган, напрямую улавливающий свет. У млекопитающих эта способность утрачена, и световые сигналы теперь передаются через глаза. Сначала сетчатка, потом глаз У этой истории происхождения есть поразительные последствия. Для сетчатки (слоя светочувствительной ткани на задней стенке глаза) это означает, что ее прототип, вероятно, уже был собран в срединном глазу, и значительная часть сложного устройства была унаследована, а не изобретена заново в тех органах, которые мы сегодня знаем как глаза. Однако, как пояснил Баден, называть срединный глаз глазом — это некоторое преувеличение. «То, что находится на макушке головы, изначально не является одним глазом; это скорее серия сенсоров, множество участков фоторецепторов, — отметил нейробиолог. — Следовательно, сетчатка предшествует глазу, если можно так выразиться. Мне всегда казалось это забавным». И это лишь начало странностей. Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Nature, у предков людей в какой-то момент было целых четыре глаза, и все — с хрусталиками и сетчатками. Насколько эти теории верны, пока окончательно неизвестно. Воссоздать эволюционную историю, охватывающую полмиллиарда лет, — задача не из легких. Но Баден выразил уверенность в скорейшем получении ответов: «На ключевые проверяемые положения, которые мы выдвинули, я думаю, при наличии финансирования и за несколько лет, можно получить четкий ответ». И все же, как бы этот орган ни возник, остается простой факт: в верхней части черепа, глубоко и в полной темноте, сидят клетки, которые когда-то смотрели в небо. Кстати, без него читать эту статью было бы затруднительно. По материалам статьи «There's a hidden 'third eye' buried in your skull – and scientists think they've finally worked out why» Science Focus

Минерал «дороже золота»: кольский ашкрофтин

Этим летом интернет взорвала новость: «Найден минерал дороже золота!». Звучит как сюжет для приключенческого фильма, но на самом деле история оказалась сложнее и интереснее. Всё началось в Хибинском массиве — месте, которое геологи называют «минералогической шкатулкой России». Учёные Кольского научного центра РАН взялись за изучение крошечного образца, который местные СМИ быстро окрестили «кольским ашкрофтином». Давайте разберёмся, что скрывается за громкими заголовками. Если вы представляете себе сверкающий бриллиант, то спешим вас разочаровать. Ашкрофтин выглядит более чем скромно: светлый, серовато-розовый кристалл, который легко спутать с обычным булыжником. Никакой ювелирной красоты. Его ценность в химическом составе. Внутри кристалла скрывается иттрий — это редкоземельный элемент. Именно он делает этот минерал уникальным «архивом» земной коры. Изучая атомную решётку, учёные могут буквально прочитать, какая температура и давление были здесь сотни миллионов лет назад. Минерал настолько редкий, что впервые его описали лишь в 1930-х годах, и то после находки в далёкой Гренландии. С тех пор по всему миру находили лишь единичные экземпляры. При чём тут цена золота? «Дороже золота» — звучит эффектно, но не имеет отношения к реальности. Золото продают на бирже, из него делают украшения и микросхемы. У ашкрофтина нет цены за грамм. Его не добывают тоннами и не используют в промышленности. Сравнение с золотом — это метафора. Ценность минерала не в деньгах, а в информации, которую он хранит. Это как старинная рукопись: сама по себе бумага дешёвая, но заключённое в ней знание бесценно. Интересный факт: никто не ищет ашкрофтин специально. Не бывает экспедиций «за редкими кристаллами». Всё происходит совсем иначе. Хибины — это гигантский щелочной массив, где десятилетиями добывают апатит-нефелиновые руды. Представьте: взрывы, дробилки, миллионы тонн породы, которая уходит на удобрения. Но среди этой массы иногда попадаются камни с «характером». Карьеры вскрывают горные слои, которые миллионы лет были скрыты от всего живого. И где-то глубоко внутри оказывается крошечный кристалл, который ждёт своего исследователя. Геолог замечает необычный образец, отправляет его в лабораторию. Дальше начинается почти детективная работа: электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, изучение каждого атома. И только после этого становится понятно — держим ли мы в руках новый минералологический вид. Хибины — это крупный промышленный регион с экологическими проблемами. Добыча полезных ископаемых меняет ландшафт, оставляет отвалы и воздействует на природу. И вот дилемма: с одной стороны, промышленность разрушает экосистемы. С другой... именно благодаря карьерам мы узнаём о существовании удивительных минералов. По данным ООН, горная добыча — один из главных факторов изменения земной поверхности. Но именно тут проявляется парадокс науки: иногда надо «вскрыть» землю, чтобы получить доступ к знаниям, спрятанным на глубине миллионов лет. Окончательный вердикт по кольскому ашкрофтину вынесет Международная минералогическая ассоциация. Возможно, он станет официально признанным минералом. А возможно, окажется разновидностью уже известного. Но это ли главное? Пожалуй, самая важная мысль этой истории... что наша планета до сих пор способна удивлять. Даже в изученных регионах, даже там, где десятилетиями работают промышленники.