Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

Необычные гости, бесспорно, таких еще не было, но не стоит категорично утверждать, что таких более не будет. Главное, что мы можем хотя бы одним глазком заглянуть в замочную скважину шкатулки, называемой Вселенная, и попробовать понять, что в ней происходит. Зачем? Потому что нам интересно. Все равно в этом мире по большому счету больше нечем заняться.

Любое живое существо воспринимает окружающую действительность и реагирует на нее. Бактерии, растения, животные — неважно, любой организм воспринимает пространство вокруг себя на доступном и предпочтительном для него уровне. Прокариоты для этого пользуются хемотаксисом, то есть понимают, где они находятся, благодаря химическим сигналам. Эукариоты постарались расширить диапазоны восприятия, и одним из важнейших приобретений ядерных организмов стала активная реакция на освещенность. Свет ближайшей звезды ласкает наш мир, наполняет его энергией и силой, позволяет большинству наземных продуцентов расти и повышать запасы биомассы на Земле. Животные поступили еще хитрее и научились использовать свет для активного наблюдения за окружающей их действительностью — они изобрели глаза.

Шкала электромагнитных волн. Серая полоска — диапазон видимого света, воспринимаемого человеческим глазомМы привыкли воспринимать мир таким, каким видят его наши глаза, но не стоит забывать, что он на самом деле другой.

То, что мы видим, представляет собой от силы 5 % от того, что в реальности можно увидеть. Да, мир объективно такой, какой он есть, только воспринимать его можно исключительно субъективно, основываясь на доступных для вас механизмах познания. И одним из важнейших таких механизмов являются глаза. Каждое животное видит мир по-своему, и не нужно думать, что мы это делаем идеально. Просто так получилось. Все началось во время кембрийского взрыва, эпохи нововведений и телесных открытий. Скорее всего, какой-то хищник вместо того, чтобы пытаться найти добычу с помощью слепого случайного контакта, приобрел на своей поверхности светочувствительные клетки, способные различать свет и тень. Это приспособление уже дает неоспоримые преимущества, поскольку добыча, проплывая мимо, может на краткое мгновение отбросить тень — самое время для рывка. С тех пор началась гонка вооружений, ведь добыча тоже не глупая. Нет особой нужды наращивать панцирь или шипы, когда можно тоже обзавестись глазами и увидеть хищника задолго до того, как он к вам подберется. Возникает первый вопрос — каким таким образом на поверхности животного появились светочувствительные клетки?

Существует множество теорий происхождения глаз: одни из них гласят, что глаза возникали независимо в процессе эволюции около полусотни раз у абсолютно разных представителей животной фауны, другие теории, напротив, утверждают, что глаз появился единожды и затем лишь претерпевал бесчисленные изменения. На правоту первых намекает столь огромное число самых невероятных форм и устройств зрительного аппарата, на правоту других — факт, что формирование глаз почти у всех животных контролируется геном paxб. В любом случае, кто бы в итоге ни владел глазами: кубомедуза, кузнечик или верный пес, — все они получили их от первых предков, придумавших клетки-фоторецепторы.

Глаза любого живого существа видят благодаря белкам опсинам. Они же, в свою очередь, связаны с хромофорами — молекулами, способными поглощать энергию фотонов и менять свою форму, влияя на связанный с ними опсин. Череда таких событий приводит к тому, что генерируется электрический сигнал, который бежит в нервную систему и несет долю информации о внешнем мире. Хотя в мире существует множество разновидностей опсинов, все они связаны друг с другом общностью происхождения. Когда-то у них у всех был общий белок-предшественник, задачей которого являлась регуляция циркадных ритмов. Он даже не реагировал на свет напрямую, а был связан с гормоном мелатонином, отвечающим за циклы сна и бодрствования. Запасы мелатонина разрушались с первыми лучами солнца, и именно это давало сигнал белкам-предкам опсинов на генерацию электрического сигнала о начале нового дня у примитивных животных. Этот механизм имеет один крупный недостаток — он расточительный. Каждый раз вам необходимо пополнять запасы мелатонина лишь для того, чтобы вновь его разрушить на рассвете и проснуться. Поэтому изобретение хромофоров — веществ, которые не разрушаются на свету, а только меняют свою форму, что тоже дает сигнал в цепи, — стало отличной идеей. Белки, принимающие это изменение, также изменились, и появились первые опсины.