Органы зрения некоторых видов подтверждают теорию эволюции

Эволюция подтверждена глазами плеченогих

Американские ученые выяснили, что некоторые примитивные морские беспозвоночные сохранили органы зрения, представляющие собой ранние стадии эволюции глаза. Таким же образом могли быть устроены глаза у предковых групп, давших начало позвоночным. Это поставило под сомнение справедливость одного из самых известных доводов креационистов против эволюции.

Фото: Фото: AP

Давно известно, что скудность данных, объясняющих механизм возникновения глаза позвоночных, является типичным аргументом креационистов — людей, не верящих в то, что современные формы жизни являются результатом длительной эволюции. Они считают, что столь сложная структура не могла развиться в результате накопления случайным образом возникающих мутаций. Еще один довод противников эволюционной теории — отсутствие живых существ, которые несли бы промежуточные варианты глаза.

Однако недавно и этот аргумент против эволюции признан несостоятельным (как, впрочем, и большинство других). Американские ученые выяснили, что органы зрения некоторых примитивных морских беспозвоночных представляют собой ранние стадии эволюции глаза. Авторы этого исследования работали с существом, называющимся Lingula anatina. Это забавное животное, чем-то напоминающее двустворчатого моллюска, на самом деле относится к группе плеченогих (Brachiopoda), которые являются близкими родственниками позвоночных. Как правило, это небольшие животные, которые обитают в морях и океанах. Они ведут прикрепленный образ жизни, их тело закрыто двустворчатой раковиной, из-под которой время от времени высовываются своеобразные "ловчие руки" — изогнутые структуры, покрытые ресничками. С помощью них плеченогие ловят свою добычу.

Считается, что эти существа появились на Земле около 500 миллионов лет назад. Прежде они были весьма многочисленны и являлись основными морскими донными фильтраторами (сейчас таковыми являются двустворчатые моллюски). Но на рубеже палеозойской и мезозойской эры (251,4 миллиона лет назад), во время Великого пермско-триасового вымирания, большая часть этих животных почему-то исчезла (возможно, их вытеснили двустворчатые моллюски, чей фильтрационный аппарат был куда более совершенным), и лишь четыре отряда плеченогих дожили до наших дней.

Фото: AP

До сих пор, однако, биология многих видов плеченогих оставалось неизвестной, поскольку эти животные достаточно плохо приживаются в морских аквариумах. В частности, ученые не знали, способны ли они видеть свет. В данном случае исследователей заинтересовали "подозрительные" темноокрашенные структуры, расположенные на передней и задней частях тела лингул.

После серии экспериментов биологи выяснили, что эти темные пятна состоят из двух нейронов, один из которых способен реагировать на свет, а второй содержит молекулы пигмента. Обе нервные клетки соединяются с нервным центром, который, судя по всему, выполняет функции зрительного отдела мозга позвоночных (по крайней мере, похож по строению). Все это указывает на то, что данная структура является весьма примитивным органом зрения.

Чтобы проверить это предположение, ученыерешиливыяснить,активны ли в странных нейронах гены фоторецепторов — структур, необходимых для реакции на изменение освещенности. Оказалось, что эти гены действительно работают в ядрах данных нейронов. Более того, активность этих генов начинается в клетках эмбриона, когда он достигает возраста 36 часов и представляет собой чашеобразный комок клеток. Интересно, что на этой столь ранней стадии развития у плеченогих еще нет самих нейронов, однако биологи выяснили, что поверхность личинки буквально целиком и полностью покрыта маленькими фоторецепторами. Однако зачем они нужны плеченогим в столь раннем возрасте?

Дело в том, что личинки брахиопод, в отличие от взрослых, весьма активны, поскольку именно им приходится расселяться и захватывать новые местообитания. Эти малыши перемещаются в толще воды при помощи биения жгутиков. Ученые поставили эксперимент: поместили личинок в аквариум, один участок которого был освещен. В результате, всего за 20 минут на нем оказалось вдвое больше животных, чем в темных местах.

Это может означать, что фоторецепторы плеченогих улавливают направление, откуда исходит свет, и после этого существа изменяют ритм и направление движений жгутиков. Тяга же к свету у личинок вполне понятна — там, где более светло, морское дно, скорее всего, не занято (ведь многие сидячие морские животные, например, кораллы, имеют способность поглощать свет), а значит, это хорошее место для того, чтобы осесть на нем и спокойно превратиться во взрослое животное. Кроме того, свет означает наличие фитопланктона (микроскопических водорослей), которыми данные личинки питаются.

Итак, как показывают исследования американских биологов, простые глаза свойственны даже весьма примитивным существам. А принцип их работы точно такой же, как и у глаз позвоночных — светочувствительная клетка выполняет функцию сетчатки, а пигментированная — подстилающего слоя, поглощающего избыток света. Все это есть и у позвоночных, и у членистоногих, и у головоногих моллюсков — существ, чьи глаза являются наиболее совершенными.

Фото: AP

Кстати, похожие примитивные глазки имеются у личинок и даже некоторых взрослых форм других групп, родственных позвоночным, — иглокожих (Echinodermata), полухордовых (Hemichordata) и щетинкочелюстных (Chaetognatha). По всей видимости, они достались им в наследство от общих предков. После чего у животных из вышеупомянутых групп дальнейшего развития глаз не произошло, поскольку они ведут не очень подвижный образ жизни. А вот активные предки позвоночных, которым было необходимо острое зрение (иначе просто не видишь, куда плывешь), довели этот орган до совершенства.

Так что, как видите, в истории с глазами нет никакого эволюционного разрыва, наоборот, хорошо прослеживаются все основные этапы формирования данного органа. Поэтому считать, что глаз позвоночных является хорошим доказательством невозможности эволюции, по меньшей мере, странно…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"