Шрифт:
Можно ли считать, что такое строение сетчатки нашего глаза — признак ее несовершенства? В самом деле, казалось бы, куда лучше снабдить всю сетчатку достаточно большим количеством ганглиозных клеток, расположив их погуще, и таким способом сделать всю сетчатку способной к детальному распознаванию изображений всего поля зрения, а не только его маленькой части. Тогда бы мы без хлопот, не рыская глазами из стороны в сторону, могли видеть во всех деталях все, что происходит вокруг нас. Нет, не так все просто. Ведь в центральной части сетчатки ганглиозные клетки расположены в сотни раз более густо, чем в остальной ее части. Если бы плотность расположения клеток оказалась такой же высокой по всей сетчатке, то, значит, и общее количество клеток оказалось бы в сотни раз больше! А значит, в сотни раз увеличился бы объем передаваемой в мозг информации. Мозг просто захлебнулся бы в таком ее обилии, причем информации не очень-то и нужной, избыточной. В самом деле, ведь не в каждой же точке окружающей обстановки ежесекундно происходит что-то настолько важное и интересное, чтобы необходимо было подробно видеть все мельчайшие детали расположенных там предметов. Как правило, лишь небольшая часть поля зрения привлекает наше внимание в каждый определенный момент времени; туда и направляется взор, то есть именно эта часть поля зрения проецируется на центральную часть сетчатки и анализируется в деталях. А если произойдут какие-то события в другой части поля зрения, то бокового зрения вполне достаточно для того, чтобы просигнализировать: там произошло «что-то», может быть, важное и интересное; тогда взор немедленно переводится в этом направлении, и уже центральное зрение дает нам детальную информацию о том, что именно там происходит. Такая двухступенчатая процедура (сначала боковым зрением обнаружить, а потом центральным зрением рассмотреть в деталях) очень эффективна и разгружает мозг от ненужной работы, от избыточной информации.
Объясняя различия между центральным и боковым зрением, я говорил в основном о зрении человека, но это только потому, что особенности нашего собственного зрения каждый может легко проверить на собственном опыте и понять. На самом деле такие области сетчатки, в которых нервные клетки расположены особенно густо, а значит, части поля зрения, где изображение воспринимается наиболее детально, есть практически у всех животных. Назовем эти области поля зрения зонами наилучшего видения. Именно эти области определяют максимальную остроту зрения того или иного животного; во всем остальном поле зрения (т. е. на всей остальной сетчатке) острота зрения, как правило, в десятки раз хуже.
Форма и расположение зон наилучшего видения различны у разных животных. У человека и ближайших к нему животных — обезьян — это очень маленькая, всего около одного углового градуса в поперечнике, область в центре поля зрения, но зато плотность фоторецепторов и нервных клеток в той части сетчатки, куда она проецируется, огромна, так что в этом небольшом пятнышке достигается очень высокая острота зрения. У хищников — кошек, собак и их диких сородичей — это тоже относительно небольшая зона, но все же чуть пошире, чем у человека, и плотность нервных клеток там поменьше, так что острота зрения у них немного хуже, чем у человека, но все же довольно высока. Когда хищник готовится к прыжку, чтобы схватить жертву, он фиксирует взор на жертве (переводит ее изображение на область наилучшего видения в сетчатке). А у травоядных (копытных, грызунов) зона наилучшего видения имеет форму не маленького пятнышка, а горизонтально вытянутой полоски. Почему? Да ведь кролик или антилопа не охотятся на подвижную добычу, им не нужно точно определять ее положение перед прыжком. А вот контролировать обстановку на горизонте — не появится ли там опасность — им жизненно необходимо, и область наилучшего видения у них как раз соответствует положению горизонта. Есть и более экзотические варианты. У слона, например, зона наилучшего видения захватывает ту часть поля зрения, где находится его собственный хобот; это позволяет зрительно контролировать точнейшие движения хоботом, которые может совершать слон.
Однако при всем этом разнообразии есть одно свойство, общее почти у всех млекопитающих животных: каждый глаз имеет одну и только одну зону наилучшего видения, а не несколько. Почему «почти» у всех? Потому что дельфины, как уже не раз отмечалось, не вписываются в общую схему.
Вот теперь, после того как мы разобрались, что такое зоны наилучшего видения у животных, пришла наконец пора выяснить, в чем особенности строения сетчатки дельфинов и какое все это имеет отношение к способности этих животных хорошо видеть и в воде, и в воздухе.
Чтобы разобраться со строением сетчатки дельфинов, пришлось, конечно, потрудиться. У погибших по разным причинам животных аккуратно извлекали сетчатку глаза — а это тонкий слой нежнейшей ткани. Извлеченную сетчатку нужно аккуратно, не помяв и не порвав ее, расправить на тонком стекле. Но ткань сетчатки и все составляющие ее клетки почти прозрачны, поэтому даже в микроскоп просто так увидеть там ничего нельзя. Чтобы сделать клетки видимыми, сетчатку окрашивают специальными красками. Только этот процесс не имеет ничего общего с тем, что делает маляр или даже художник, нанося краску на поверхность. Краски, которыми пользуются для исследования сетчатки и других тканей, должны проникнуть внутрь исследуемого образца. И не просто проникнуть: краски, используемые для такой работы, имеют химическую близость с веществами, из которых состоят ткани организма. Поэтому окрашенными оказываются не все подряд, а определенные части конкретных клеток, из которых состоит ткань — в нашем случае это должны быть нервные клетки сетчатки глаза. Если после такой обработки взглянуть на сетчатку в микроскоп, открывается замечательная картина: ярко окрашенные (обычно синего или фиолетового цвета) нервные клетки разбросаны по почти прозрачному полю. Вот теперь можно приниматься за дело: предстоит кропотливая работа. Вся поверхность сетчатки размечается на маленькие квадратики — размером в доли миллиметра. И в каждом таком квадратике нужно подсчитать, сколько в нем содержится нервных клеток. Чем концентрация клеток плотнее, тем больше их насчитывается в каждом квадратике. А когда подсчет закончен, по его результатам можно составить подробную карту, показывающую, какова же плотность клеток в разных частях сетчатки.
Что же выяснилось в результате всей этой кропотливой работы? Начну с самого явного отличия дельфинов от других животных: у дельфинов каждый глаз имеет не одну зону наилучшего видения, а две! И расположены они не в центре поля зрения, а довольно далеко от него, по обеим сторонам и приблизительно на одинаковом расстоянии от центра: одна зона — в передней части поля зрения, другая — в задней боковой части. Это действительно самые настоящие зоны наилучшего видения: концентрация нервных клеток в соответствующих участках сетчатки в десятки раз выше, чем в других частях.
Я уже отмечал, что хрусталик (основная светопреломляющая линза) у дельфина практически шарообразный. Но этого мало. Сетчатка глаза тоже образует практически ровную полусферу, и центр ее совпадает как раз с центром хрусталика, то есть все точки сетчатки удалены от хрусталика на одинаковое расстояние. Таким образом, вся оптическая система глаза оказывается симметричной относительно одного общего центра. Значит, свет, попадающий на хрусталик с любого направления, преломляется и фокусируется на сетчатке практически одинаково.
Но обратите внимание: как может попасть свет на удаленные от центра части сетчатки, где расположены зоны наилучшего видения? Чтобы попасть на заднюю зону, свет должен пройти через передний край роговицы и дальше через центр хрусталика на сетчатку. А на переднюю зону свет попадает, пройдя через задний край роговицы.
Однако на краях роговицы ее кривизна совсем не такая, как в центре. Края роговицы прикреплены к значительно более толстой и жесткой белковой оболочке (склере), которая, собственно, и образует глазное яблоко. Около места прикрепления роговица заметно утолщена и вдобавок еще поддерживается более толстой и жесткой склерой. Хотя роговица и здесь выгнута, но значительно меньше, чем в центральной ее части. Это было показано оптическими измерениями.