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