Қараңғы әлемнің жарық нұры
Қараңғы әлемнің жарық нұры

Кубалық игуаналар (Cyclura nubila nubila) эволюция жайлы бізге нақты мағлұмат бере алады. Пішін қажеттіліктен пайда болады. Осынау күндізгі тіршілік иесі көзіндегі тор қабығының төрт түрлі сауытша жасушалары реңді күндіз ажыратуына айтарлықтай мүмкіндік береді. Кесірткенің басында орналасқан қарапайым үшінші көзі жарықты сезіп, дене қызуын реттеуге көмектеседі.

Біздің көзіміз табиғи сұрыптаудың нәтижесінде пайда болды. Рентген сәулесінің көмегімен терінің астына орналастырылып, электронды құрылғыға жалғасқан, көздің тор қабығының қызметін атқаратын компьютерлік микросызбаны байқауға болады.

Питер Боймның сол жақ көзінің тор қабығына орналастырылған микросызбадағы мың жарым пиксельдік чип көздің ішкі қабығындағы фоторецепторлардың қызметін атқарады. Микросызбадағы электродтардан келетін белгілер оптикалық жүйкелерді тітіркендіреді, осылайша оның ең болмағанда қара және ақ түстер арқылы қоршаған ортаны көруіне мүмкіндік береді. Бойм аталмыш озық тәжірибеге негізделген отаға ғылымның алға дамуына үлес қосу үшін өз еркімен барған еді.

Егер сіз адамдардан «жануарларға көз не үшін қажет» деп сұрасаңыз, олар «көз бізге не үшін керек болса, жануарларға да сол үшін керек» деп жауап берер еді.

Бірақ, ол шындыққа жанаспайды, мүлдем олай емес.

Ашық көкшіл көзі қадала қарайтын Дэн-Эрик Нилсон Швецияның Лунд университетіндегі лабораториясында теңіз арасының көздерін зерттеу­де. Теңіз арасының 24 қою қоңыр көзі бар және олар «ропалий» деп аталатын төрт кластерге шоғырланған. Нилсон өзінің кеңсесінде тұрған бір ропалийдің үлгісін көрсетті. Ол тармақталған түйіндерден тұратын гольф добына ұқсайды. Теңіз арасының көздері иілмелі өзекше арқылы бекітілген.


Dugesia dorotocephala тобына жататын жалпақ құрттың төбесіндегі екі қара ноқат – көздің ең қарапайым түрлерінің көрінісі. Ол ешқандай да бағыттаушы көз бұршағы болмаса да жарықтың бағытын сезе алатын қарапайым тесіктерден тұрады.

«Оларды алғаш көргенде өз көзіме өзім сенбедім. Бір түрлі көрінді», – дейді Нилсон.

Әр ропалийдегі алты көздің төртеуі қарапайым жарық сезгіш саңылаулар мен бақалшықтардан (тесіктер мен ойықтардан) тұрады. Ал қалған екеуі жақсы дамыған. Адамның көздері сияқты олардың да жарықты бағыттаушы көз бұршағы бар, олар да тіпті жақын қашықтықтан болса да пішіндерді көре алады.

Нилсон жануарлардың көру қабілетінің әр түрлілігі жайлы ақпарат жинау үшін және басқа да мақсаттарда өз көздерін де қолданады. Алайда теңіз арасының көздері жайлы не айта аламыз? Ол – көз атаулының ішіндегі ең қарапайымы болуымен қатар, төрт будасы бар, желатин тәрізді, ұйыған зат. Оларда тіпті ми да болмайды, оның орнына шатырының жиегін айнала орналасқан жүйке сақинасы бар. Бұдан басқа қандай ақпарат қажет болуы мүмкін?

2007 жылы Нилсон мен оның тобы Tripedalia cystophora тобына жататын теңіз арасының астыңғы көздері онымен бірге суда ағып келе жатқан (мангр­ ағашының тамыры сияқты) кедергілерді көру қызметін атқаратынын анықтады. Олардың үстіңгі көздері қандай қызмет атқаратынын білу үшін бұл топқа тағы да төрт жыл қажет болды. Ропалийдің төменгі жағында орналасқан тепе-теңдікті сақтау салмағы үстіңгі көздің үнемі жоғары қарап тұруына мүмкіндік беретіндігін анықтау олардың қол жеткізген алғашқы үлкен жетістіктері еді. Егер теңіз арасының көздері қара дақтарды байқаса, ол өзінің мангр ағашының бұтақтарының астында жүзіп бара жатқандығын сезеді, сөйтіп, ол жерден кішкентай шаяндарды тауып жейді. Ал ашық түсті сезсе, ашық суға шығып қалғандықтан, ашығу қау­пі бар деген сөз. Осылайша көздерінің көмегімен аталмыш медуза миы болмаса да қорегін тауып жеп, кедергілерден қашып құтылады, сөйтіп, өмір сүруін жалғастырады.


Өлшемі 10 мм ғана болатын теңіз арасының (Tripedalia cystophora) төрт ропалийге шоғырланған 24 көзі бар. Әр ропалийдегі алты көздің төртеуі (сол жақта) қарапайым фоторецепторлары болса, қалған екеуі – жарықты бағыттаушы көз бұршақтары. «Статолит» деп аталатын кристалды тепе-теңдікті сақтау органы бастың үстіне орналасқан көздің үнемі жоғары қарап тұруына мүмкіндік берумен қатар, олар үшін қорек пен пананы білдіретін мангр ағашын іздеу қызметін атқарады.

Теңіз арасының көздері – жануарлар әлеміндегі көздердің шексіз түрінің бір бөлігі ғана. Кейбір көздер ақ пен қара түсті ғана ажырата алады. Басқалары барлық түсті түгелімен көргені былай тұрсын, одан да асып түсіп, біздің көзімізге көрінбейтін жарық пішіндерін де көре алады. Ал тағы біреулері – жарықтың бағытын анықтай алмаса, енді біреулері – өздерінің олжасын шақырымдық жерден байқай алады. Ең кішкене жәндік мимаридтың басына әсемдік беретін оның көзінің өзі амебалардан сәл-пәл үлкен. Олардың ішіндегі ең үлкені ас табақтай және олар алып кальмарлар тобына жатады. Біздің көзіміз сияқты кальмардың көзі де фотоаппарат секілді жұмыс істейді – ондағы жалғыз көз бұршағы жарықты көру рецепторларына толы болумен қатар, ол фотондарды қабыл алып, ондағы энергияны электрлік белгіге ауыстыратын көздің ішкі тор қабығына бағыттайды. Ал шыбынның күрделі фасетті көздері жарықты көз бұршақтары мен көру рецепторлары бар мыңдаған жеке бөлшектерге жеке-жеке таратады. Адамның, шыбынның және кальмардың көздері олардың иелерінің басында екі-екіден орналасады. Алайда теңіз ирекшелерінің көздері олардың сыртқы қабықшаларында қатарласа орналасқан, теңіз жұлдыздарының көздері аяқтарының ұштарында болса, қызылкүрең түсті теңіз кірпілерінің бар денесі бір үлкен көздің рөлін атқарады. Сондай-ақ екі фокусты көз бұршақтарынан, айналардан тұратын көздермен қатар, бір мезгілде жоғары, төмен, жан-жағына қарап тұратын көздер де болады.

Былай қарағанда, олардың осылайша түрленуі таңғаларлық. Көздердің барлығы да жарықты сезеді, жарық өз кезегінде өзіне тән қызмет атқарады. Дегенмен жарық түрлі мақсатта қолданылады. Ол уақытты, судың тереңдігін, көлеңкенің бар-жоғын анықтайды. Жарық дұшпандарды, аталықты және таса жерлерді нұсқайды. Ал теңіз арасы болса көздерін қауіпсіз тұрақ табу үшін қолданады. Көз адамдарға табиғатқа қарау, бет қимылын түсіну мен оқу үшін қажет. Көздің атқаратын әртүрлі қызметінің шектеулі болуы табиғат ерекшелігіне байланысты. Көздің қалай пайда болғанын түсіну үшін ғалымдар олардың құрылымын зерттеп қана қоюмен шектелмеуі керек. Олар сондай-ақ жануарлардың көздерін қалай қолданатындығын да түсінгені жөн.


Аталық остракодтардың немесе шаянтектестердің (Euphilomedes morini) су астында жыртқыштардан қашып құтылуға көмектесетін екі фасетті көзі бар (оң жақта қоңырмен белгіленген). Аналықтары (төменде, сол жақта) уақытының көбін құмға көміліп өткізетіндіктен, оларда фасетті көздер болмайды. Бұлардың қай-қайсысында да қай жаққа жүру керектігін көрсететін қарапайым көздері бар.

540 миллиондай жыл бұрын биологиялық түрлер пайда болған «Кембрий жарылысы» деген атпен белгілі кезеңде қазіргі жануарлар тобының арғы тегі пайда болды. Алғашқы тіршілік иелерінің көбінің қалдықтары табылды. Тіпті кейбірінің жақсы сақталғаны соншалық, ғалымдар электрондық микроскоп арқылы жануарлардың ішкі анатомиясын, соның ішінде көздерінің бейнесін құрастыра зерттеп, олардың иелері жайлы көзқарас қалыптастыра алды.

«Мен қатты таң қалдым. Оларға тіптен қанша фотон жұмсалуы мүмкін екендігін де есептеуге болады», – дейді Кельн университетінде жұмыс істейтін Бриджит Шейнеман.

Алайда бұл көздердің құрылымы әлдеқашан күрделенген және олардың қарапайым түрлері туралы ешқандай да дерек жоқ. Қаңқалар соқыр жануарлардың қалай көре бастағаны жайлы еш мәлімет бермейді. Бұл құпия Чарльз Дарвинді біраз тығырыққа тіреді. «Теңдессіз құрылымнан тұратын көз – табиғи түрде пайда болды деу, шынымды айтайын, мүлдем ақылға қонымсыз нәрсе», – деп жазды ол Origin of Species журналында.

Қалай болғанда да өзінің айтқан келесі ойы арқылы Дарвин бұл диллемасын шешкендей болды: «Алайда ақылға жүгінсек, дамуының әр сатысы өз иесіне пайдалы болған қарапайым да кемеліне жетпеген көзден, күрделі де кемеліне жеткен көзге дейінгі көптеген градацияның бар екенін көрсету мүмкін болса, … кемеліне келген көзді табиғи сұрыпталу процесі арқылы пайда болды деп ойлау ақылға сыйымсыз болса да теорияны жоққа шығара алмайды».


Фасетті көздер 500 миллион жыл бұрын «Кембрий» кезеңінде кенеттен пайда болды. Австралияны мекендейтін, 3000 қимылсыз көз бұршағы бар (оң жақта) бунақ аяқтылардың көзі тіпті көмескі жарықтың өзінде де көре алған. «Содан бері аса көп өзгеріс бола қоймағандығы таң қалдырады», – дейді Дэн-Эрик Нилсон. Қазіргі сұр шыбындар (Sarcophaga crassipalpis, төменде) да мыңдаған көз бұршағының көмегімен көреді.

Дарвин айтқан градациялардың болуы мүмкін. Тірі жануарлардың көздерін салыстыру жауын құртындағы қарапайым жарық сезгіш сауытшалар мен бүркіттердің аса қырағы көздерінің арасында дамудың барын көрсетеді. Нилсон жауын құртының көзі аз уақыт ішінде қырағы көзге айнала алатындығын дәлелдеп берді.

Ол кішкентай, жарық сезгіш жасушаларға толы жалпақ сауытшаның үлгісін жасады. Әрбір жаңа буын пайда болған сайын, ол жуандай береді. Ақырындап сауытшадан кесе пішініне енеді. Сөйтіп, уақыт өткен сайын жетіле түсетін көз бұршағының алғашқы түрі пайда болады. Даму үрдісі баяу жүрген күннің өзінде, әр буын пайда болған сайын көз 0,005 пайыз ғана жетіледі деп көрсек, қарапайым ғана сауытшаның жан-жақты қызмет атқаратын органға айналуы үшін 364 000 жыл қажет болады екен.

Алайда көздің қарапайым түрін алғашқы қадам ретінде қабылдауға болмайды. Әрбір көз сол көздің иесінің қажеттілігін өтейді. Теңіз жұлдызының аяқтарының ұшында орналасқан көздері түсті, ұсақ бөлшектерді ажырата алмайды, тез қозғалатын нысандарды көрмейді. Мұндай көз бүркітке бітсе, ол ағашқа соғылып, тас-талқан болар еді. Сонымен қатар теңіз жұлдызы жүгіріп бара жатқан қоянды тауып, ұстауды мақсат тұтпайды. Оған керегі – үлкен, жердің қозғалыссыз жатқан бөлігі, яғни маржанды рифке шығып, ол аяңмен үйіне жетер еді. Көз теңіз жұлдызына осы үшін керек, одан артық көздің оған қажеті жоқ.

«Көз бірден өзгере салған жоқ. Олар бірнеше қарапайым қызметті жақсы атқарудан бірнеше күрделі қызметті кереметтей орындау арқылы жетілді», – дейді Нилсон.

Біраз жыл бұрын ол бұл пайымдаудың үлгісін кесте түрінде көрсетті. Аталмыш кесте бойынша, көздің дамуы төрт сатыдан тұрады. Олардың әрқайсысы физикалық құрылымы арқылы емес, олар арқылы жануарлардың қандай қызмет атқаратындығымен анықталады. Бірінші кезең күн мезгілін немесе жануардың қаншалықты тереңдікте жүргенін анықтауға көмектесетін табиғи жарықтың деңгейін бақылаудан тұрады. Ол үшін сізге көз қажет емес, бір ғана фоторецептор жетіп жатыр. Теңіз арасы тектес су жыланның көзі жоқ, алайда оның денесінде орналасқан фоторецепторы бар. Санта-Барбарадағы Калифорния университетінде жұмыс істейтін Тодд Оукли мен Дэвид Плачетскилер бұл рецепторлардың су жыланының күйдіргіш жасушаларын бақылайтындығын, осының арқасында олардың көздері қараңғыда бейнені тез айқындайтынын (қараңғыда бірден анық байқалатынын) анықтап берді. Мүмкін, бұл қасиет олардың жанынан өтіп бара жатқан құрбандарын тез сезуге немесе уын олжа көп кездесетін түнге сақтап қоюға көмектесетін болар.

Нилсонның үлгісінің екінші кезеңі бойынша, жәндіктер жарықтың қайдан келіп жатқандығын анықтай алады. Себебі фоторецепторлардың әдетте қара ноқаттай болып келетін қабықшалары бар, ол кей бағыттан келетін жарықты өткізбейді. Мұндай рецепторлардың көмегімен оның иесі дүние­нің бір пиксельге тең боларлықтай бейнесін көре алады. Бұл кескін ол үшін жеткіліксіз болғанымен, оның жарыққа қарай қозғалып немесе көлеңкелі жерге барып бас сауғалауына көмектеседі.

Үшінші кезеңде аталмыш фоторецепторлар топтарға бөлінеді, олардың әрқайсысы әртүрлі бағытқа қарайды. Сөйтіп, олардың иелері әртараптан келетін жарық жайлы ақпараттың көмегімен өзі тіршілік ететін ортасының бейнесін қалыптас­тыра алады. Жарықты осылайша сезу ондағы бейнелердің айқындала түскенін және фоторецепторлар жиынтығының нағыз көру мүшесіне айналғандығын білдіреді. Үшінші кезеңге тән көзі бар жануарлар теңіз жұлдызы сияқты өздеріне ыңғайлы баспана тауып, теңіз арасындай кедергілерден қашып құтыла алады.


Барлық жануардың көзі, тіпті бір жануардың екі көзі бір-біріне ұқсамайды. Histioteuthis heteropsis тобына жататын кальмардың жоғары қарап тұратын сол көзі оң көзінің көлемінен екі есе үлкен. Кальмардың кішірек көзі биолюминесценттік олжа мен жыртқыштарды бақылау мақсатында төмен, қараңғылыққа қарап тұрады.

Төртінші кезеңде көздер мен олардың иелерінің даму үрдісі қарқындай бастайды. Жарықты бағыттайтын көз бұршағына қоса, көру сезімі де нақтыланып, анықтала түседі. «Төртінші кезеңге жеткен кезде, орындалатын тапсырмалардың тізімі өсе түседі», – дейді Нилсон. Осылайша тез жетіліп, қоршаған ортаға бейімделе білу қабілеті «Кембрий жарылысы» түрткі болған себептердің бірі болуы мүмкін. Бұрындары иіскеумен, дәмін татумен және аса жақын қашықтықтан сезе алумен ғана шектелген жыртқыштар мен олардың олжалары арасындағы бәсекелестік енді алыстан-ақ орын ала бастады. Бір-бірімен қақтығыс басталды, жануарлар өздерінің көлеміне қарай әрекет ете бастады, бұрынғыдан көбірек қозғалды және қорғаныс қабы, омыртқасы мен сауыты дамыды.

Олар дамыған сайын көздері де дами түсті. Қазіргі кезде біз білетін көздің ең қарапайым құрылымының барлығы «Кембрий жарылысы» кезеңінде бар еді, алайда олар таңғаларлықтай түрлі жолмен дамыды. Аталық біркүндік көбелектердің аспанда ұшып келе жатқан аналық біркүндік көбелектерді көруге арналған, кішкентай көзінің үстінде жабысып тұрғандай көрінетін үлкен көздері бар. Аты еш қатесіз қойылған төрт көзді балықтың көздері екіге бөлінеді, оның бірінші жартысы – судың бетіне шығып, аспанға көз тігеді, ал екінші жартысы – жан-жағын бақылап, қауіп-қатер мен олжасын аңдиды. Адамның көзі өзінше жылдам, қайшылықты жақсы сезінеді және иесі үшін теңдессіз қызмет атқаратын бұл көздер қырағылығы жағынан жыртқыш құстардың көзіне ғана жол береді.

Фасетті көздің дамуы табиғат жаратылысы жайлы теорияға мүлдем сәйкес келмесе-дағы көздің ең керемет түрінің бірі деуге болады. «Өмірдің осы көрінісінің өзі керемет», – деп жазған еді Дарвин өзінің атақты еңбегінің соңында. Бұл кереметті оған көрсеткен оның төртінші кезеңдік көздері болатын.

Нилсонның үлгісі «көз бір күнде дамыды ма, әлде оған көп уақыт қажет болды ма?» деген бұрыннан келе жатқан пікірталасқа жаңа қырынан қарауға түрткі болады. Атақты неміс биологы, эволюция ілімін жақтаушы Эрнст Майр көздер бір-біріне тәуелсіз 40-65 жолмен пайда болған деп есептейді. Оның айтуынша, көздердің көптеген түрі мен пішіні бар. Швейцарияның ағзаның даму биологиясы саласының ғалымы, марқұм Вальтер Геринг «Пакс6» деп аталатын ең басты геннің көздің дамуында маңызы зор. «Пакс6» гені көзі бар әрбір жаратылыс иесінің көзінің дамуын бақылайтындығын анықтағаннан кейін, көз бір күнде дамыды деген пікірді көлденең тартты. Екеуінің де айтқаны дұрыс еді. Үшінші кезеңге жататын көздер олардан сәл қарапайым екінші кезең көзінен бірнеше жағдайға байланысты дамып шықты. Мысалы, теңіз арасы өзінің көздерін ұлулар, омыртқалылар мен буынаяқтылардан тәуелсіз түрде дамыта алды. Алайда бұл ағзалардың көздерінің барлығы жарық сезу кезеңінен бастау алатын көздердің даму нәтижесі болмақ.


Фотоаппарат сияқты көздері бар су жануарларының көз құрылымында су асты көрінісін реттейтін, тінінің тығыздығы әртүрлі көз бұршағы бар. Кальмар көзінің жымып және жай қарағандағы Чарльз Дарвин бейнесі.

Біздің бұны білетін себебіміз, көздің барлық түрінің құрамы бірдей. Барлық көздің молекулалық негізі болып табылатын «опсин» деп аталатын ақуызсыз ешқандай да көз бұл қызметті атқара алмас еді. Опсиндер фотондардан жарықты сіңіретін молекула – хромофорды қабылдау арқылы қыз­мет атқарады. Энергия хромофорды аса жылдамдықпен басқа пішінге енгізеді және ол өзінің опсиндік серіктесін де солай жасауға итермелейді. Бұл трансформация бірқатар химиялық реакцияға алып келеді, соның нәтижесінде электрлі белгі пайда болады.

Опсиннің мыңдаған түрі бар, олардың барлығы бір-бірімен тығыз байланысты. Бірнеше жыл бұрын Маноадағы Гавайи университетінде жұмыс істейтін Меган Портер 900-ге жуық геннің жүйелілігін салыстыра отырып, жануарлар әлеміндегі опсин ақуызын кодтады, сөйтіп, олардың барлығының да шығу тегінің бір екендігін дәлелдеп берді. Пайда болғаннан кейін олар генеологиялық ағаш сияқты сан тарапқа бөлініп кетеді.

Опсиннің арғы тегі өздігінен пайда бола салған жоқ. Эволюцияның арқасында алғашқы опсиндар қызметі жағынан жарық сезгіштен гөрі сағатқа көбірек ұқсайтын ақуыздардан тарады. Опсиндердің ата-бабасы болатын бұл ақуыздар көптеген ағзалардың денесін 24 сағат бойы бақылап тұратын гормон – мелатонинге жабысып тұрады. Жарық түскен кезде мелатонин жойылады, оның жойылуы таңның арайлап атқандығын білдіреді, бірақ бұл жағдай бір-ақ рет орын алады. Күннің шыққандығын сезген кез келген тіршілік иесінің тағы да көп мелатонин бөліп шығаруы керек болады.

Ал опсиндермен байланысты хромофорлар жарықты сіңірген кезде жай ғана пішіндерін өзгертеді. Сондай-ақ олар алдыңғы пішініне оп-оңай қайтып ене алады. Сөйтіп, мелатонинге жабысып тұрған ақуыздар пішінін өзгертіп болғаннан кейін, оларда жарық сезу қабілеті қайтадан пайда болады. Олар ең алғашқы опсиндер еді. Олардың сәтті шыққандығы сонша, эволюция одан артық балама ұсына алмады – олардың түрлері ғана көбейді.

Көздің басқа құрылымдары жайлы олай дей алмаймыз. Мысалға, көз бұршағын алайық. Олардың барлығы дерлік кристаллин деп аталатын ақуыздан тұрады. Бұл ақуыздар жарықты олардың негізі болып табылатын фоторецепторларға бағыттау арқылы иесінің көру мүмкіндігін жақсартады. Опсиндерден ерекшелігі, кристаллиндердегі ұқсастық олардың атында ғана. Әртүрлі жануарлар тобы көруге еш қатысы жоқ түрлі қызметті атқаратын ақуыздарды бейімдей отырып, өз бетінше өздеріне ғана тән кристаллиндерді дамытты. Дегенмен олардың барлығы тұрақты еді және тез бірігетін, сондай-ақ олар көз бұршағының пайда болуы үшін таптырмас құрал болып табылатын жарықты бейімдеп бере алады.


Теңіз ұлуы – Батыс Үндістандық мамық хитонның (Acanthopleura granulata) сауытында жүздеген кішкентай көзшелер бар. Олардың әрқайсысы көз бұршақтарынан, ішкі тор қабығынан және пигментті көмкермеден тұрады. Көз бұршақтары ақуыздан емес, хитонның теңіз суындағы кальций мен карбонат молекулаларынан дайындап алатын арагониттен жасалады.

Табиғаттағы ең оғаш көз бұршақтарында крис­таллиндер мүлдем болмайды. Мұндай көздер құрыш сауытпен безендірілген допшаға ұқсайтын теңіз ұлуының тобы – хитондарға тән. Бұл сауыттардың жүздеген қара ноқаттай, үшінші кезеңге жататын көздері бар. Олардың әрқайсысының өз көз бұршақтары болады. Бұл көз бұршақтары «арагонит» деп аталатын минералдардан тұрады. Оны хитондар теңіз суындағы кальций мен карбонат атомдарынан жинайды. Былайша айтқанда, бұл жаратылыс иелері жартастарға қарау арқылы көру қабілетін жақсартатын жол тауып алды. Олардың тастан жасалған көз бұршақтары үгітіліп біткен кезде хитондар жаңасын жасап алады.

ОПСИНДЕР, КӨЗ БҰРШАҚТАРЫ ЖӘНЕ көздердің тағы басқа құрамдары – даму үрдісінің шым-шытырық сынақтарының жемісі. Даму үрдісі бар дүниеге жаңа қызмет тағайындап, қарапайым құрылымдарды күрделілерімен қалай болса, солай араластырып жібереді. Алайда эволюция барлығын алдын ала болжай, қайтадан басынан бастай алмайды. Сондықтан оның жасаған жұмыс­тарының барлығын ондағы кемшіліктер жоққа шығарып отырады. Нилсонды, әсіресе, фасетті көздер аса бір қуанышқа бөлей қоймайды. Қайталана беретін бөлшектерден тұратын олардың құрылымы олардың көру мүмкіндігіне шектеу қояды. Шыбын адам сияқты қашықтықтан көре алғысы келсе, оның көзі бір метрдей жалпақ болуы керек.

«Жәндіктер мен шаянтектестердің сәттілігінің олардағы фасетті көздерге еш қатысы жоқ. Оларда фотоаппарат сияқты көздері болғанда тіптен керемет болар еді. Өкінішке қаерай, эволюцияның оған шамасы жетпеді. Эволюция мүлдем тапқыр емес», – дейді Нилсон.


Жан-жануардың көзін қаз-қалпында көрсету мүмкін емес, алайда фотографымыз фоторецепторлардың тығыздығы мен олардың жарыққа деген реакциясын лабораториядағы мәліметтермен, өзіндегі дереккөздермен бар ынта-жігерін жұмсай отырып байланыстыру арқылы ол жайлы барынша нақты мәлімет бере алады.

Нилсонның Лунд университетіндегі көршісі Эрик Уоррант ондай қатаң көзқарасты ұстанбайды. «Жәндіктердің көру уақыты жылдамырақ. Екі шыбын аса жылдамдықпен ұшып келе жатқанның өзінде секундына 300 жарыққа дейін және бір-бірін көре алады. Адамдар үшін 50 жарықты көрудің өзі – үлкен мәртебе», – дейді ол. Инеліктің көзі жан-жағын толығымен көре алады. Ал жынды көбелектің көзінің сезімтал болғандығы соншалық, ол тіпті жұлдыздың сәулесімен-ақ түсті айыра алады. «Кей кездері біздің артықшылығымыз бар сияқты болса, кейде олардан қалып қойған сияқтымыз. Барлық қызметті кереметтей орындай алатын ешқандай көз жоқ», – дейді Уоррант. Біздің фотоаппаратқа ұқсас көздеріміздің өз кемшілігі бар. Айталық, көздің ішкі тор қабығы бір түрлі болып артынан алдына қарай орналасқан. Фоторецепторлар шырмауықтай оратылған нейрондардың артында орын тепкен, ал ол болса көз бұршағының алдында қылтиып көрініп тұратын фотоаппараттың сымына ұқсайды. Шумақталған жүйке талшықтары да миға жетуі үшін фоторецептордың қабатындағы өзекшеден өтуі керек. Көру жүйке дискісінде фоторецепторлар болмағандықтан, көздің түбіндегі бөлік «соқыр аймақ» немесе «скотома» деп аталады. Біздегі скотоманың болу себебін осылайша түсіндіруге болады. Бұл кемшіліктерден бізге келер еш пайда жоқ. Оны тек эволюция тарихындағы оғаштық деп қабылдаған жөн.

Біз мәселенің шешімін таптық. Біздің көзіміздің ішіндегі тор қабықтарда нейрондар арқылы фоторецепторларға жарық жеткізетін, оптикалық талшықтар ретінде қызмет атқаратын жасуша болады. Миымыз скотомадағы жетіспейтін бөліктерді толықтырады. Алайда шешілуі қиын мәселелер де жоқ емес. Көздің ішіндегі тор қабықтардың тіндерден кейде бөлініп кетуінен зағиптық немесе патологиялық скотома пайда болады. Нейрондар фоторецепторлардың артында орналасып, оларды қозғалтпай ұстап тұратын болса мұндай жағдай орын алмас еді. Сезімталдығы басқалардан жоғары құрылым сегізаяқтар мен кальмарлардың қырағы көздерінде де болады. Сегізаяқта скотома болмайды. Олардың көздерінің тор қабықтары тіндерден ажырамайды. Ал бізде ажырап кетеді, өйткені эволюция үнемі дерлік ойлағаныңа жеткізе бермейді. Ол еш мағынасыз алға жылжыған сайын жолдан тайып отырады.


Түнде ұшатын жынды көбелектің (Deilephila elpenor) көздері аз ғана жарықтың өзінде қорегін таба алатындығымен ерекшеленеді. Жұлдыздың көмескі жарығының өзінде ол шырынды өсімдіктердің түсін айыра алады.

Кейде оның бағытын 180 градусқа өзгертетін кездері де болады. Иелерінің қалауына сай көздер аса күрделі болып келеді, ал олардың қажеттіліктері азайса, көздер де кішірейеді. Көптеген құстар мен бауырымен жорғалаушылар түсті төрт түрлі фоторецепторлық сауытша жасушасының көмегімен көре алуымен қатар, олардың әрқайсысындағы опсин әртүрлі түске ене алады. Ал сүтқоректілер екі сауытша жасушасынан айырылып қалған, түнде тіршілік ететін жануарлардан тарайды. Өйткені түнде түсті ажырату аса маңызды емес және аталмыш жасушалардың күндізгі уақытта қажеті басымырақ.

Сүтқоректілердің көбінің әлемді түрлі-түсті реңде көру қабілеті нашар. Иттердің тек екі сауытша жасушасы ғана бар, олардың бірі – қысқа толқынды жарыққа, келесісі – ұзын толқынды жарыққа сезімтал келеді. Ескі әлемнің приматтары ұзын толқынды сезе алатын жасушаларды қайта дамыту арқылы жартылай болса да бұл кемшіліктің орнын толтыра алды. Бұл жағдай қызыл және сарғылт түстер жайлы біздің ата-бабаларымызға белгісіз жайларды ашып берумен қатар, олардың піскен және піспеген жемістерді ажырата білуіне көмектесті. Теңіз сүтқоректілері судағы өмірге бейімделу барысында қысқа толқынды жарықты сезу жасушасынан ажырау арқылы басқа жолды таңдап алды деуге болады. Көптеген киттер де ұзын толқынды жарықты сезу жасушасын жоғалтты. Олардың терең мұхит қараңғылығында ғана ерекше көретін, алайда түсті ажырата алмайтын фоторецепторлық жасушалары ғана бар.

Көру мүмкіндігі азайса, кейбір жануарлар көздерін мүлдем жоғалтады. Мексикалық аноптихт мұндай кезде басқалармен салыстырғанда басымдыққа ие. Плейстоцен дәуірінде тұщы суды мекендеген осынау бір кішкентай балықтардың кейбіреуі терең үңгірлерге жүзіп барды. Олардың көзінің тас қараңғыда тигізер пайдасы шамалы еді, сондықтан бұл жағдай үңгірде тіршілік ететін соқыр балықтың үрім-бұтақтарының басқа бір популяциясы – көз болуы тиіс жерлерді тері қаптаған қызғылтым жаратылыс иелерінің пайда болуына алып келді. Көздің тор қабатының дегенерацияға ұшырауы көздің пайда болып, қалыптасуына өте көп энергияның қажет болуынан.

Бұл жануарлардың көздерінің неге олар қажет еткеннен жақсырақ емес екендігін және көз қажет болмаған жағдайда олар неге тез соқыр болып қалатындығын түсіндіріп бермек. Энергияны пайдасыз сенсорлық жүйеге жұмсау – соқырлыққа апарудың басты жолы. Көздер – эволюцияның шексіз жаратылысы мен оның сараңдық таныта алатындығының көрінісі.

Балтимор графтығындағы Мэриленд университетінде Том Кронин аквариумге үңілсе, таяқшаның басына ілінген тоқашқа ұқсайтын екі фасетті көз де оған тесіле қарайды. Кронин еркелетіп «Томпақ мырзалар» деп атайтын бұл жануар аса көркем болумен қатар, оның жамылғысы сарғылт, ақ, жасыл және ашық қызыл түстерге құбылып тұрады. Оны «шаяндәуіт» деп атайды. Дәуіттердегідей бастарының астында адырайып көрініп тұратын жылдам қозғалатын аяқтарына бола олар осындай атқа ие болған. Томпақ мырзалардың балғаға ұқсайтын аяқтары өте тез ашылумен қатар, теңіз қабыршақтары мен аквариум әйнегін сындыра аларлықтай күшке ие.


Теңіз ирекшелерінің сауытшасы (Argopecten irradians) 100 шақты алмастай жарқыраған көк көздермен безендірілген. Олардың әрқайсысында түскен жарықты қабылдау мүмкіндігін екі есеге дейін ұлғайта отырып, бағыттаушы линза қызметін атқаратын айна тәріздес қабаты бар.

«Ол үй жануарына ұқсап кетті. Өзі аса тартымды әрі сүйкімді», – дейді Кронин.

Шаяндәуіттің көздері бір ғана кішкентай аумақта тоғысатын және келесі көздің көмегінсіз-ақ, анық көру мүмкіндігімен қамтамасыз ететін үш жеке бөліктен тұрады. Олар сондай-ақ бейненің ультракүлгін бөліктері мен поляризацияланған жарықты да көре алады. Адамдардың көздерінің ішкі тор қабығында 3 түрлі рең рецепторлары бар болса, Кронин шаяндәуіттерде әртүрлі түстегі 12 рецептордың бар екендігін анықтады. «Мен мұның ешқайсысын да түсіне алмадым» – деп ойымен бөліседі ол.

Жылдар бойы ғалымдар осы рецепторлардың көмегімен шаяндәуіт реңктегі көзге байқалмайтын айырмашылықтың өзін көре алады деп болжап келген еді. Алайда 2013 жылы Австралиядағы Квинслэнд университетінің ғылыми қызметкері Ханне Тойен бұл пікірді жоққа шығарды. Ол түрлі-түсті оптикалық талшығы бар шаяндәуіттерді алып, алдарына қорек қойып, олардың нақты қайсысына баратындығын тексеріп көреді. Содан кейін жануарлар өңдерді айыра алмай қалғанға дейін оларды бір-біріне жақындатады. Бұл таңғаларлық жағдай еді. Шаяндәуіттер біздің көзіміз нақты көріп тұрған айырмашылықты тіпті сезе де алмады.


Шаяндәуіттің Odontodactylus scyllarus таңғаларлықтай көп түс рецепторлары бар, адамдарда мұндай рецепторлардың саны үшеу болса, оларда – он екі. Бір-бірінен мүлде дербес қозғалатын көздердің түстерді қабылдауы да әртүрлі, сондай-ақ, инфра­қызыл, ультракүлгін жарықтарды көре алады.

Олай болса, мұншалықты рецепторлар оларға не үшін қажет? Тойеннің ойынша, оларда жұдырықтасуға қажетті дағдының бәрі бар. Қабылданған ақпаратты миымызға жібермес бұрын сауытша жасушасынан қажетті ақпаратты алып, артығын өшіру сияқты көптеген үрдістер адамдардың көзінің тор қабығында орын алады. Ал шаяндәуіт ондағы 12 түс рецептордың жауабын тікелей миына жіберуі мүмкін, ал оның миы өз кезегінде өңделмеген деректерді түстер жайлы кестемен салыстыратын болса керек. Шаяндәуіт түстерді ажырата алмайтындықтан, мұндай жүйе оның өңдерді айыра білуіне септігін тигізумен қатар, осының арқасында ол өзінің аса жылдам шабуылын қай кезде бастауы қажет екендігіне байланысты тез шешім қабылдай алады.

Дегенмен Кронин бұған аса сенімді емес. Өзінің лабораториясына келгесін ол ішіне шаяндәуіттер салынған, бірнеше сантиметр ұзын петри табақшасына тамшуырды іліп қояды. Шаян өзіне таныс емес нәрсені байқаған кезде оған тарпа бас салады. Соққының қатты болатындығы соншалық, одан саусақтың сыртылдағанындай тарс еткен дыбыс естіледі.

«Тамшуырға шабуылдағанға дейін шаяндәуіт біраз уақыт бойы ойланып жүрді. Олар әдетте мұндай шешім қабылдай бермейді», – дейді Кронин саусақтарын сыртылдатып, «бұның барлығы не үшін қажет деген сұрақтың шешімі әлі де табылған жоқ».


Ең үлкен көздер алып кальмар тектестерге тиесілі. Алып кальмардың оң жақ көзінің (Architeuthis dux) ені – 17 сантиметр, қалғандары 30 сантиметрге дейін үлкен деген дерек бар. Олар кальмарлардың қас жауы – кашалоттың, яғни кит тектес ірі теңіз жануарының шабуылынан ту-талақай қашқан планктондарды байқауға көмектеседі.

Бұл сұрақ Дэн-Эрик Нилсонды да ұдайы мазалайды. Шаяндәуіттің көз құрылымын немесе олардың көздеріндегі белсенді гендерді немесе олардың миға жіберетін невралгиялық белгілерін ғана біліп қою жеткіліксіз. Ең бастысы, бұлардың көзі неге осылай жаратылған, олардың қызметі қандай дегенді түсінуіміз керек. Мүмкін, бір-бірімен қатынасқа ену үшін қажет болар? Немесе олжасын тез ұстау үшін? Әлде маржан рифтеріндегі түрлі-түсті өңдерді ажырату үшін қажет пе? Әлемді жәндіктер сияқты көре бастаған кезде ғана біз олардың көз эволюциясының ерекшелігін түсіне алмақпыз. Бұл – олардың көздері жайлы ең басты ақиқат.

Автор: Эд Йонг
Фото: Дэвид Литтшвагер

nationalgeographic.kz

Бөгенбай ЗИЯЛЫБөгенбай ЗИЯЛЫ
4 ай бұрын 795
0 пікір
Блог туралы
0
660889 248 437 2368 167