Страница 18 из 149
На второй стадии усложнения фоторецепторы получают бленду – темный пигмент или какое-то другое препятствие, которое блокирует свет, падающий под определенным углом. Фоторецепторы с блендой не только фиксируют наличие света, но и улавливают направление на его источник. Это все еще довольно простое устройство – настолько простое, что многие ученые не расценивают его как настоящий глаз, – однако своим владельцам оно служит исправно. Кроме того, оно может располагаться где угодно. У бабочки под названием «парусник ксут» фоторецепторы находятся на гениталиях{145}. Самцу они нужны, чтобы не промахнуться, направляя половой орган к влагалищу самки, а самке – чтобы верно разместить свой яйцеклад относительно поверхности растения.
На третьей из описанных Нильссоном стадий имеющие бленду фоторецепторы объединяются в группы. Теперь их владельцы могут суммировать информацию о свете, льющемся с разных сторон, формируя единую картину окружающей действительности. Для многих ученых именно здесь проходит черта, отделяющая фиксацию освещенности от подлинного зрения, – рубеж, за которым простые фоторецепторы превращаются в настоящие глаза, а их обладателей уже можно признать видящими[50]. На этой стадии картина получается размытой и зернистой, поэтому годится такое зрение только для грубых задач, таких как поиск укрытия или возможность заметить нависшую над тобой тень. Но с добавлением фокусирующих элементов вроде линз зрение становится острее, и умвельты наполняются бесчисленными визуальными подробностями. Зрение высокого разрешения – это четвертая из описанных Нильссоном стадий. Переход к ней должен был немедленно интенсифицировать взаимодействие между животными. Вступать в конфликты и заниматься ухаживаниями теперь получалось на большем расстоянии, чем позволяли осязание или вкус, и быстрее, чем позволяло обоняние. Хищник начал замечать жертву издалека (как и жертва – хищника). В обиход вошли погони. Животные становились крупнее, стремительнее и подвижнее. Возникли защитные панцири, шипы и раковины. Возможно, именно появлению зрения высокого разрешения мы обязаны тем, что около 541 млн лет назад в животном царстве резко возросло разнообразие, в результате чего и сложились основные существующие сегодня таксономические группы. Этот фейерверк эволюционных инноваций называется кембрийским взрывом, и не исключено, что одной из вызвавших его искр послужило зрение четвертой стадии{146}.
Четырехстадийная модель Нильссона позволяет ответить на вопрос, беспокоивший еще Чарльза Дарвина: как в ходе эволюции мог сформироваться современный сложно устроенный глаз? «В высшей степени абсурдным, откровенно говоря, может показаться предположение, что путем естественного отбора мог образоваться глаз со всеми его неподражаемыми изобретениями… – писал он в "Происхождении видов" (The Origin of Species). – Разум мне говорит: если можно показать существование многочисленных градаций от простого и несовершенного глаза к глазу сложному и совершенному, причем каждая ступень полезна для ее обладателя… в таком случае затруднение, возникающее при мысли об образовании сложного и совершенного глаза путем естественного отбора, хотя и непреодолимое для нашего воображения, не может быть признано опровергающим всю теорию»[51]{147}. Градации, о которых Дарвин рассуждал умозрительно, и в самом деле существуют: у животных обнаруживаются все возможные промежуточные варианты развития: от простого фоторецептора до зоркого глаза. У разных групп животных в ходе эволюции многократно и независимо друг от друга возникали самые разные варианты глаз с использованием все тех же опсинов. У одних только медуз глаза второй стадии появлялись по крайней мере девять раз, а третьей – как минимум дважды{148}. Глаз не только не опровергает эволюционную теорию, но, наоборот, служит одним из лучших ее примеров[52].
Однако Дарвин ошибался, называя сложный глаз совершенным, а более простые – несовершенными. Глаз четвертой стадии – это не платоновский идеал, к которому стремилась эволюция. Предшествующие ему более простые варианты по-прежнему в ходу и прекрасно отвечают нуждам своих обладателей. «Развитие глаза шло не от плохого к совершенному, – подчеркивает Нильссон, – а от безупречного выполнения нескольких простых задач к отличному выполнению множества сложных». Как мы помним из введения, у морской звезды глаза располагаются на кончиках лучей{149}. Эти органы не различают цвета, мелкие подробности и быстрые движения, но от них этого и не требуется. Им достаточно распознавать крупные объекты, чтобы звезда могла медленно отползти под прикрытие кораллового рифа. Ей не нужна орлиная зоркость – и даже глаз паука-скакуна ей ни к чему. Она видит ровно то, что ей необходимо[53]. Первый шаг к пониманию умвельта другого животного – понять, как и для чего оно использует имеющиеся у него чувства.
У приматов, например, большие зоркие глаза развились, скорее всего, чтобы ловить сидящих на ветках древесных насекомых. Зрячим представителям современного человечества унаследованная от предков зоркость позволяет координировать движения своих ловких пальцев, читать наделенные смыслом символы и оценивать сигналы, скрытые в тонкой мимике. Наши глаза отвечают нашим потребностям. А еще они дарят нам уникальный умвельт, который большинство других животных с нами разделить не может.
Когда в 2012 г. специалистка по зрению животных Аманда Мелин встретилась с Тимом Каро, изучающим животные окрасы, их разговор как-то сам собой свернул на зебр.
Каро – последний на сегодняшний день в длинном ряду биологов, задававшихся вопросом: зачем зебрам эти хорошо заметные черно-белые полосы, – изложил Мелин одну из самых старых и самых известных гипотез: полосы, как ни парадоксально, служат зебрам для маскировки{150}. Они обманывают зрение львов и гиен, то ли разбивая силуэт зебры, то ли помогая ей затеряться среди вертикальных древесных стволов, то ли превращая бегущую зебру в размытое пятно. Мелин эта версия показалась сомнительной. «Я скорчила недоуменную гримасу, – вспоминает она. – "Вообще-то, большинство плотоядных охотятся ночью, а их зрение сильно слабее человеческого, – говорю я ему. – Вряд ли они вообще различают эти полосы". И Тим мне в ответ: "Да ладно! Правда?"».
В различении деталей человеку почти нет равных среди животных. Мелин осознала, что благодаря исключительной остроте своего зрения мы одни из немногих, кто видит зебру полосатой. Как подсчитали Мелин с Каро, в ясный день человек с отличным зрением различает черно-белые полосы с расстояния в 200 м. Льву это удастся только с 90 м, а гиене – с 50{151}. На рассвете и в сумерках эти расстояния сокращаются примерно вдвое, а ведь именно тогда обычно и охотятся эти хищники. Мелин была права: полосы не могут быть покровительственной окраской, поскольку хищники распознают их лишь на близком расстоянии, на котором они зебру и без того и услышат, и учуют. Издалека же полосы просто сливаются в однородную серость, поэтому в глазах охотящегося льва зебра мало чем отличается от осла[54].
Острота зрения животного измеряется в циклах на градус – эту концепцию, по забавному совпадению, проще всего объяснить на примере полосатой окраски{152}. Вытяните перед собой руку с выставленным вверх большим пальцем. Его ноготь – это примерно 1 градус из тех 360, которые составляют ваш полный обзор. Если нарисовать на ногте 60–70 пар тонких черных и белых полос, вы по идее должны все еще различать их на расстоянии вытянутой руки. Таким образом, у человека острота зрения составляет 60–70 циклов на градус. Текущий рекорд – 138 циклов на градус – принадлежит клинохвостому орлу, обитающему в Австралии[55]{153}. У него едва ли не самые узкие фоторецепторы во всем животном царстве, поэтому их можно расположить на сетчатке максимально плотно. В результате на экране, демонстрирующем орлу окружающий мир, пикселей в два раза больше, чем у нас. Благодаря такой компактности фоторецепторов орел замечает крысу на расстоянии порядка полутора километров.