Занимательная физиология - Борис Сергеев

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.

Из исследований, проведенных на людях и животных, видно, что шишковидная железа работает от рождения до глубокой старости и ничуть не снижает своей активности, хотя не исключено, что с возрастом все же изменяет характер своей деятельности. Об этом свидетельствует появление в тканях третьего глаза песчинок, состоящих из кальция, магния, фосфора и железа. У новорожденных странного мозгового «песка» нет, до 15 лет он вообще встречается редко, зато потом количество его с каждым годом увеличивается. Мы хорошо знаем, что крохотная песчинка может полностью нарушить работу нашего наружного глаза. Трудно представить, что щепотка песка в теле третьего глаза не мешает его деятельности.

С момента первых исследований мы много неожиданного узнали о нашем третьем глазе. Исчерпываются ли этим его функции? Думаю, что нет. Опыты продолжаются. Вероятно, еще немало сюрпризов подарит нам этот таинственный и все еще плохо изученный орган.

Удивительный мир света

Физика одна из древнейших наук. Уже на заре человечества люди научились изготовлять первые оптические приборы — плоские зеркала. Гораздо позже появились зеркала сферические, позволяющие собирать световые лучи в один пучок или равномерно рассеивать их. Сначала зеркала делали из металла. Изобретение стекла открыло перед оптикой огромные возможности, но прошло очень много времени, прежде чем научились шлифовать стеклянные линзы.

Увеличительные стекла захватили воображение образованных людей того времени. Через них рассматривали мелкие предметы, а наиболее изобретательные, прикрепив для удобства к шлему или иному головному убору, использовали как своеобразные очки. Пока это были простые игрушки. Потребовалось еще немало усилий, чтобы они превратились в современные бинокли, телескопы, микроскопы и фотоаппараты. Создавая их, люди и не подозревали, что могут многое позаимствовать у природы. Ведь наш глаз устроен ничуть не хуже любого современного фотоаппарата или съемочной телевизионной камеры. Он имеет специальные устройства, преломляющие световые лучи и фокусирующие их на внутренней поверхности задней стенки глаза, диафрагму, регулирующую количество проникающего внутрь света, и светочувствительные элементы, возбуждение которых по волокнам зрительного нерва транслируется в затылочные области мозга, где, как на экране телевизора, проходит своеобразная развертка, возникают зрительные ощущения, зрительные образы.

Чтобы отчетливо видеть окружающие предметы, необходимо очень точно сфокусировать их изображение на воспринимающих элементах. В современных фотоаппаратах это достигается перемещением объектива. Точно такую же конструкцию использовала природа, создавая глаза первых позвоночных животных. Хрусталик, одна из главных преломляющих сред глаза, у рыб и амфибий снабжен специальной мышцей, с помощью которой он может передвигаться вдоль оптической оси глаза.

У рептилий, птиц и млекопитающих появляется новое, современной техникой еще не освоенное приспособление, позволяющее им осуществлять фокусировку, изменяя кривизну хрусталика, а следовательно, его преломляющую силу. Для этого служит кольцеобразная мышца, окружающая хрусталик.

Чтобы изменить форму хрусталика, у птиц и рептилий мышца сжимается и, сдавливая хрусталик, делает его более шарообразным. Кольцевая мышца млекопитающих, наоборот, растягивает хрусталик, делая его более плоским, когда же мышца расслабляется, хрусталик вновь увеличивает свою кривизну. Интересно, что при этом главным образом изменяется кривизна его передней поверхности, радиус которой колеблется между 6 и 10 миллиметрами, радиус задней поверхности изменяется не более чем на полмиллиметра.

Конструируя преломляющие устройства для глаз млекопитающих, природа допустила серьезный просчет. Она, видимо, не предполагала, что высший представитель этого класса животных — человек придумает крохотные крючочки и закорючки, назовет их буквами и будет с их помощью обмениваться информацией. Для этого людям пришлось стать достаточно близорукими, чтобы иметь возможность разбираться в своих же каракулях. Вот здесь по милости природы и начались наши неприятности. С возрастом хрусталик делается менее эластичным, растягивается он еще хорошо, но зато теряет способность принимать затем прежнюю форму: к старости человек становится дальнозорким, приходится прибегать к очкам.

Преломляющая сила глаза складывается в основном из преломляющей силы роговицы и хрусталика. Показатели преломления роговицы и находящейся за ней жидкости почти такие же, как у обыкновенной воды. Поэтому под водой наше зрение сильно нарушается. Световые лучи, попадающие в глаз, проходят сквозь роговицу ничуть не преломившись, а один хрусталик не в состоянии сфокусировать световой поток на светочувствительных элементах. В воде человек становится настолько дальнозорким, что практически любой предмет, как бы далеко он ни находился, оказывается для нас слишком близко, и мы способны видеть только достаточно крупные предметы, да и то очень расплывчатыми. Это ничуть не мешает водолазам и аквалангистам прекрасно ориентироваться в прозрачной воде. Но у них глаза непосредственно не соприкасаются с водой. От нее их отделяет стекло и тонкий слой воздуха, поэтому в фокусировке принимает участие и хрусталик и роговица. Изображение получается вполне отчетливым, только все предметы кажутся на треть крупнее, чем в действительности. Это обстоятельство нужно всегда иметь в виду, слушая охотничьи рассказы аквалангистов.

Преломляющая сила глаза зависит не только от кривизны роговицы и хрусталика, но и от качества материала, из которого они состоят. Роговица рыб, как и человека, неспособна в воде преломлять световые лучи. Рыбы и не пытаются ее для этого использовать, она у них плоская, зато хрусталик шаровидный. У китов роговица выпуклая, а показатель ее преломления велик, в фокусировке участвуют и роговица и хрусталик.

Каждый вид животных приобрел глаза, наиболее удобные для зрения в той среде, где он обитает. Труднее всего было тем, кому приходилось бывать и под водой и на суше. Им пришлось или выбирать себе зрение лишь для одной среды, или значительно реконструировать глаза. Небольшая рыба илистый прыгун выбрал для себя глаза типичного обитателя суши. Он постоянно вылезает на прибрежные деревья и проводит много часов вдали от воды. А если в воде его глаза ничего не видят, не беда: ведь в грязных лужах, где приходится обитать прыгунам, вода такая мутная, что глаза, пожалуй, совсем не нужны.

Жучки-ветрячки живут в чистой воде. Они не смогли сделать выбора, и природа снабдила их двумя парами глаз: одной для воды, второй для воздушной среды. Точно так же пришлось поступить природе с рыбкой четырехглазкой, обитающей в водоемах Центральной и Южной Америки. Питается четырехглазка насекомыми, ловко подпрыгивая и хватая их на лету.

Фактически у четырехглазки два вполне обычных глаза, только зрачки их сильно вытянуты в вертикальном направлении и разделены на две части специальной перегородкой. Преломляющие субстанции верхней части прозрачных сред глаза приспособлены для зрения в воздушной среде, нижние — в водной.

Особенно трудной задачей оказалось конструирование глаз для животных, способных очень быстро перемещаться. Бакланы, которым, как и всем птицам, для полета необходимо самое дальнее зрение, а в воде при ловле рыбы — самое ближнее, могут очень сильно менять кривизну хрусталика. Если у человека даже в юности преломляющая сила глаза достигает всего лишь 15 диоптрий, то у бакланов она составляет 40–50. Поэтому они одинаково хорошо видят и небольшую рыбешку, стремительно удирающую к зарослям подводной травы, и орла, висящего высоко в небе у них над головой.

Очень хорошо видят и в воде и на суше большинство тюленей и многие морские змеи. А вот пингвины, покидая воду, становятся очень близорукими.

Очень сильно отличаются глаза современных животных по своей чувствительности к свету. Причина этих различий понятна: освещенность на земном шаре изменяется в широких пределах: то светит яркое солнце, то день становится пасмурным, то наступила глухая ночь. Многие животные постоянно живут в темноте, под землей, в пещерах, в глубине океанов. Многие днем спят и только ночью выходят из своих убежищ. У таких животных обычно или очень большие и очень чувствительные глаза, или эти органы оказываются редуцированными, и их хозяевам приходится обходиться без зрения.