Занимательная физиология - Борис Сергеев

Глаза — очень важные органы чувств. Не удивительно, что у многих животных их десятки, а то и сотни. Чем примитивнее глаза, тем больше их должно иметь животное. Иначе не проживешь. Но чем совершеннее становились зрительные рецепторы, тем меньше их требовалось. Существуют одноглазые животные. Это веслоногие рачки, названные в честь мифических одноглазых великанов Древней Греции циклопами. Они вполне обходятся одним-единственным лобным глазом.

Ну, а сколько же глаз наиболее целесообразно иметь? Вопрос совсем не такой простой, каким кажется на первый взгляд, и ответить на него нелегко. Количество необходимых животному глаз зависит от их совершенства и его образа жизни. На Земле есть существа, которые некогда имели очень хорошие глаза, а затем переселились в места, совершенно лишенные света, как это было с мексиканской пещерной рыбкой, и глаза у них исчезли.

Видимо, здесь можно смело положиться на природу. В процессе эволюции каждый вид животных приобрел их столько, сколько ему было необходимо для благополучного существования. Для позвоночных животных, к которым относится и человек, имеющих очень сложно устроенный, высокоразвитый мозг и очень совершенные глаза, вполне достаточно… трех. Да, да, трех! Не удивляйтесь!

У рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и даже у млекопитающих, в том числе и у каждого из нас, по три глаза. Только о существовании третьего глаза мы обычно забываем, а то и просто не знаем. Да и не мудрено: лишний глаз расположен у человека в глубине мозга и со всех сторон окружен различными его отделами, так что снаружи, конечно, совершенно невиден. Даже называется не глазом, а шишковидной железой. В процессе эволюции позвоночных животных он из настоящего глаза превратился в полноценную железу.

Таинственный глаз невелик. У человека он весит всего 0,1–0,2 грамма. Значительно меньше, чем у современных крокодилов или вымерших чудовищных звероящеров. У низших позвоночных животных этот орган по своему устройству ничем существенным не отличается от обычных глаз. Снаружи у него есть хрусталик. Внутри находится стекловидное тело, подобие сетчатки со светочувствительными клетками и остаток сосудистой оболочки. От глаза, как и полагается, отходит нерв.

Вот удивились ученые, когда около ста лет назад его впервые обнаружили. Сколько это вызвало различных предположений! Было совершенно непонятно, что высматривает таинственный глаз в мозгу. Следит за его работой? Может быть, с помощью этого глаза человек видит, осознает свои мысли и чувства? Высказывались и другие, не менее фантастические предположения.

Вопрос о функции третьего глаза, казалось, начал проясняться, когда узнали, что он есть у всех позвоночных животных. У большинства из них, например у лягушек, он находится в коже на вершине черепа, а у ящериц сразу под кожей, и хотя закрыт чешуей, но у игуан, крупных южноамериканских ящериц, эти чешуйки прозрачные, а у гаттерий, живущих в Новой Зеландии, вообще покрыт только тонкой прозрачной пленкой. Значит, он может видеть!

Ученые пытались изучить функцию этого добавочного теменного глаза. Опыты подтвердили, что он действительно реагирует на свет, даже может различать цвета. А это очень много, ведь и обычные парные глаза у многих животных цвета не различают.

Гаттерии очень древние существа, прямо живые ископаемые. Они жили в ту отдаленную эпоху, когда Землю населяли исполинские ящеры, и с тех пор ни чуточки не изменились. Вероятно, подумали ученые, в те далекие времена все живые существа широко пользовались для зрения и третьим глазом. Предположение подтвердилось.

Палеонтологи (ученые, изучающие вымерших животных) давно обращали внимание на непонятное отверстие в верхней части черепа вымерших гигантских ящеров. Оно оказалось третьей глазницей и по размеру только слегка уступало боковым. Теперь уже не было сомнения: в древности животные активно пользовались всеми тремя глазами. Ведь очень удобно, прежде чем вынырнуть из воды, приблизить к ее поверхности голову и поглядеть третьим глазом, что творится на белом свете. Такая осторожность не лишняя ни для грозных хищников (как бы не удрала добыча), ни тем более для их жертв.

Так было выяснено, как возник и для чего в прошлом использовался третий глаз. Оставалось непонятным, зачем третий глаз современным животным. Скрытый чешуей, он у большинства пресмыкающихся видеть, конечно, ничего не может. Если бы он был совершенно не нужен, то вряд ли бы сохранился, как не сохранились задние конечности китов. Ученые хорошо знают, что органы, потерявшие для животных значение, исчезают очень скоро. А раз третий глаз остался, значит он для чего-то нужен и современным животным. Но для чего? Исследование пришлось продолжить.

Вскоре выяснилось, что у холоднокровных животных он выполняет функцию термометра. Эти животные не умеют поддерживать на одном уровне температуру собственного тела. Они могут только немного ее регулировать, скрываясь днем от палящего солнца, а в холодные ночи от мороза. Но прятаться, когда тело уже успело сильно нагреться или слишком охладиться, поздно: так недолго получить тепловой удар или замерзнуть. Вот третий глаз и служит для измерения наружной температуры, заранее предупреждая животных, что становится слишком жарко или слишком холодно и настала пора прятаться. Ведь для тепловых лучей кожные покровы животных не препятствие.

Этим, однако, функция третьего глаза не ограничивается. У амфибий он может регулировать цвет кожи. Если головастиков минут на 30 поместить в темную комнату, кожа у них заметно посветлеет. Но когда головастикам удаляют третий глаз, они теряют способность изменять цвет своей кожи. Оказалось, что третий глаз может вырабатывать особый гормон мелатонин, который и вызывает посветление кожи. На свету выработка этого гормона тормозится.

Третий глаз млекопитающих, хотя и скрыт глубоко внутри черепа, однако прекрасно осведомлен о том, что происходит снаружи. Во всяком случае, он отлично знает, светло на белом свете или землю окутал мрак. Сведения эти он получает, видимо, из первых рук. В третий глаз млекопитающих проникают только веточки симпатического нерва (других нервов в нем нет), идущие от верхнего шейного симпатического ганглия, который в том числе иннервирует и мышцы, расширяющие зрачок. Как известно, зрачки расширяются в темноте. Очень может быть, что смена дня и ночи и другие изменения освещенности вмешиваются в деятельность шишковидной железы. У крыс, длительно содержавшихся при постоянном освещении, вес шишковидной железы сильно снижался. Длительное пребывание в темноте, напротив, никак не сказывалось на теменном глазе.

Участием в изменении цвета и в терморегуляции функции третьего глаза не исчерпываются. Внимательное изучение показало, что у человека третий глаз превратился в полноценную железу, но железу необычную. Ни в какой другой железе, кроме шишковидной, нельзя увидеть астроциты, самые обычные нервные клетки, широко распространенные в полушариях головного мозга. В чем смысл такого тесного переплетения железистых и нервных клеток, пока не ясно.

Сейчас исследования ведутся во многих лабораториях мира. Головастики натолкнули ученых на мысль, что третий глаз у высших животных вырабатывает какие-то гормоны. Предположение подтвердилось. Оказалось, что вырабатываемые им гормоны действуют преимущественно на другое мозговое образование — гипоталамо-гипофизарный комплекс, который принимает самое активное участие в регуляции водно-солевого равновесия, состава крови, пищеварения, полового созревания и половой деятельности, а главное — организует наши эмоциональные состояния и, следовательно, в конечном итоге определяет характер нашей психической деятельности. Опыты, проведенные на животных, показали, что молодые крысята, у которых удален третий глаз, быстрее растут и становятся крупнее, чем их нормальные сородичи. Они скорее достигают половой зрелости и чаще приносят потомство. Аналогично себя ведут оперированные цыплята. Они скорее становятся петушками и курочками, а потом интенсивнее несутся.

Дети, у которых вследствие какой-либо болезни ослабляется или вовсе прекращается деятельность шишковидной железы, рано достигают половой зрелости, а их половые органы непропорционально быстро растут и становятся чрезмерно большими. Наоборот, систематическое введение в организм препаратов, приготовленных из шишковидной железы, замедляет половое созревание, а у взрослых животных вызывает атрофию половых желез. Такие животные реже приносят потомство, менее активно стремятся обзавестись семьей.

Дальнейшие исследования обнаружили еще много интересного. Оказалось, что шишковидная железа, действуя на гипофиз или непосредственно на поджелудочную железу, участвует в регуляции уровня сахара в крови. Введение в организм вытяжек из шишковидной железы приводит к резкому изменению водного обмена. Некоторые ученые замечали влияние третьего глаза на работу надпочечников и щитовидной железы.