Книга: Самое грандиозное шоу на Земле

Глаза и зрение

Глаза и зрение

Как муравьи и их подземные попутчики теряют под землей крылья, так же многочисленные животные, обитающие в глубине пещер, почти или полностью утратили зрение и, как замечал еще Дарвин, более или менее ослепли. Для животных, обитающих только в самых темных частях пещер и не способных жить где-либо еще, используется термин «троглобионт»[166]. Среди троглобионтов — саламандры, рыбы, креветки, раки, многоножки, пауки, сверчки, многие другие животные. Часто они бесцветны, поскольку утратили пигменты, и слепы. У них, однако, как правило, имеются рудиментарные глаза, и мне бы хотелось обратить на это ваше внимание. Наличие рудиментарных глаз служит доказательством эволюции. Если пещерная саламандра живет в вечной тьме и глаза ей не нужны, то зачем Творцу понадобилось комплектовать это животное глазами, похожими на настоящие, но не работающими?

С другой стороны, эволюционистам также приходится объяснять потерю глаз в тех случаях, когда они больше не нужны. Почему бы не приберечь глаза, даже если сейчас от них нет пользы? Неужели никогда не пригодятся? Зачем вообще эти хлопоты с избавлением от глаз? Заметьте, кстати, как сложно уклониться от использования лексики, связанной с намерениями, замыслом и персонификацией. Строго говоря, мне не следовало даже пользоваться словом «хлопоты», не так ли? Я должен был сказать вот что: «Почему для особи пещерной саламандры потеря глаз является преимуществом, позволяющим ей выжить и оставить потомство с большей вероятностью по сравнению с животными, которые сохраняют глаза, но не пользуются ими?»

Во-первых, пользование глазами точно не бесплатно. Помимо относительно скромной стоимости самого глаза, есть еще всегда открытая миру влажная глазница, в которой вращается прозрачное глазное яблоко. Раз она открыта миру, значит, открыта любым инфекциям. Следовательно, пещерная саламандра, которая «запечатает» свои глаза, имеет большие шансы выжить, чем особь, которая оставит глаза открытыми.

Есть и еще один способ ответить на этот вопрос, и, что немаловажно, тут не потребуется употреблять слова, указывающие на выгоду, замысел и персонификацию. Говоря о естественном отборе, мы думаем о редких благотворных мутациях, возникающих и закрепляемых. Большинство мутаций, однако, оказываются вредными, поскольку процесс случаен, а способов все испортить гораздо больше, чем улучшить[167]. Вредные мутации быстро устраняются естественным отбором. Особи, их несущие, с большей вероятностью погибнут, не успев размножиться. Это устранит из генофонда вредную мутацию. Геном любого растения и животного постоянно подвергается бомбардировке вредными мутациями. Это своего рода проверка на износостойкость. В сущности, геном похож на лунную поверхность, испещренную кратерами от падения метеоритов. За редкими исключениями, любая мародерствующая мутация, которая нападает на ген, связанный, например, с глазом, делает орган чуть менее функциональным и в целом чуть менее достойным называться «глазом». В популяциях животных, обитающих на свету и пользующихся зрением, такие мутации быстро выводятся из генофонда естественным отбором.

Однако в полной темноте мутации, повреждающие гены, ответственные за зрение, никак не «наказываются»: все равно ничего не видно. Глаз пещерной саламандры подобен луне, испещренной кратерами, которые никогда не сглаживаются. Глаз же обычной саламандры подобен Земле, которая бомбардируется мутациями с той же частотой, что и глаз пещерной саламандры, но мутации (кратеры) сглаживаются естественным отбором (эрозией). Естественно, в этой истории действует еще и позитивный отбор. Он стимулирует рост защитной оболочки поверх уязвимых глазниц с постепенно вырождающимися глазами.

Среди наиболее интересных «реликвий» попадаются признаки, которые так или иначе используются (а значит, не являются рудиментарными), но для выполнения своей функции спроектированы довольно-таки нелепо. Возьмем наилучший вариант глаза позвоночного — например, глаз ястреба или глаз человека. Это невероятно точный инструмент, способный выдавать разрешение не хуже, а даже лучше, чем цейсовский или никоновский объектив. Заметим, что если бы наш глаз не отличался такой точностью, то «Цейс» и «Никон» напрасно тратили бы время. С другой стороны, знаменитый немецкий ученый Герман фон Гельмгольц (физик; хотя его вклад в биологию и психологию крупнее) говорил: «Если бы оптик попытался мне продать прибор, имеющий вышеназванные недостатки, то я абсолютно справедливо подумал бы, что он халатно относится к своей работе, и с протестом вернул бы прибор»[168]. Одна из причин, по которой глаз все же не так плох, такова: мозг успешно обрабатывает получаемые изображения, как сверхсложный самонастраивающийся «Фотошоп». Что касается оптических свойств, то человеческий глаз достигает максимального разрешения только в окрестностях ямки, центральной части сетчатки, которой мы пользуемся при чтении. Когда мы рассматриваем картину, мы передвигаем ямку так, чтобы изучить детали, а «Фотошоп» в нашем мозге обманывает нас, показывая картину целиком. Хороший объектив, напротив, действительно показывает всю картину с практически одинаковой ясностью.

Итак, там, где глазу не хватает возможностей оптики, в игру вступает мозг со своими сложными программами обработки изображений. Но, между прочим, я до сих пор не упомянул о главном несовершенстве глазной оптики. Сетчатка расположена наоборот.

Представим себе Гельмгольца, которому принесли современную цифровую фотокамеру, имеющую тонкий экран из фоточувствительных клеток, улавливающих изображения, попадающие точно на поверхность экрана. Разумно? И, естественно, каждая фоточувствительная клетка будет соединяться с вычислительным центром, в котором происходит обработка информации. Такую машинку Гельмгольц бы оставил себе.

А теперь вообразим, что фоточувствительные клетки расположены задом наперед, то есть развернуты от картины, на которую смотрит глаз. «Провода», соединяющие чувствительные клетки с центром переработки информации, идут по всей поверхности сетчатки, так что световые лучи должны вначале пройти через плотный ковер проводов и только затем попасть на фоточувствительный элемент. Ни малейшего смысла! Но на самом деле все еще хуже. Поскольку фоточувствительные клетки расположены задом наперед, провода, которые передают информацию, должны каким-то образом пройти сквозь сетчатку в мозг. В глазу позвоночных они собираются в одном месте и там проходят через сетчатку. Это отверстие, заполненное нервами, называется слепым пятном. Оно довольно большое, но не доставляет нам неудобств — снова благодаря встроенному графическому редактору. Куда это годится? К черту такой прибор! Он не просто дурен. Это произведение полного идиота.

Человеческий глаз. Справа: фоторецепторы

Или нет? Будь это так, глаз видел бы плохо. Однако он видит превосходно. А все потому, что после совершения большой ошибки, то есть установки сетчатки задом наперед, за дело взялся естественный отбор, который путем множества мелких дополнений и усовершенствований превратил глаз в высококачественный оптический прибор. Мне это напоминает историю орбитального телескопа «Хаббл». Вы, возможно, помните, что в 1990 году при его запуске обнаружился серьезный конструктивный изъян. Из-за пропущенной ошибки калибратора в процессе полировки главное зеркало существенно деформировалось. Телескоп был выведен на орбиту, и только тогда обнаружился дефект. И было принято непростое и смелое решение: к телескопу отправились космонавты, и им удалось установить на него нечто наподобие гигантских очков. После этого телескоп работал превосходно, а качество изображений в дальнейшем улучшалось небольшими изменениями, которые внесли три последующих ремонтных группы. Подчеркиваю: существенная, даже катастрофическая ошибка проекта может быть исправлена дополнениями, хитроумие и тонкость которых могут идеально компенсировать изъяны. Как правило, крупные мутации, даже вносящие улучшения в нужном направлении, требуют последующих исправлений и дополнений — «генеральная уборка», производимая множеством мелких мутаций, которые отбираются, сглаживая острые углы, оставленные начальной кардинальной мутацией. Вот почему, несмотря на грубейшие упущения в конструкции, у людей и ястребов превосходное зрение. Но вернемся к Гельмольцу: