Хорошее зрение подарили нам змеи

Люди обычно недолюбливают змей за их скрытность и способность маскироваться — ведь наиболее опасным считается тот враг, которого сразу не увидишь. Однако именно эта способность змеиного племени подарила нам то, чего нет у многих млекопитающих — хорошее зрение. Зоолог Линн Исбелл и ее коллеги недавно смогли экспериментально доказать эту гипотезу.

Фото:

Следует заметить, что вообще-то у млекопитающих зрение развито достаточно плохо — если сравнивать их, например, с птицами или рептилиями. Наши ближайшие родственники полагаются в основном на обоняние, осязание и слух. Однако из этого правила есть и исключение — например, представители отряда приматов, к которым относимся и мы с вами. Большую часть информации эти живые существа, носящие гордое имя "первых", получают в основном благодаря глазам.

Но почему же обезьяны в свое время отдали предпочтение именно зрению, а не какому-нибудь другому способу ориентировки в пространстве? Эта загадка давно не давала покоя ученым — высказывались самые разные предположения, которые, однако, часто оставались лишь чисто теоретическими. В частности, говорилось о том, что до "жизни такой" приматов довел древесный образ жизни — мол, если ты все время скачешь с ветки на ветку, логичнее все-таки полагаться на глаза, а не на другие органы чувств.

Впрочем, слабое место в этой гипотезе сразу же заметно — ведь на деревьях живут не только обезьяны, подобный образ жизни ведут также многие грызуны, ленивцы, и различные сумчатые. Однако они не могут похвастаться хорошим зрением — даже у белок оно достаточно слабое, если сравнивать с человеческим. Кроме того, и среди приматов встречаются те, что видят достаточно плохо — это обитающие на Мадагаскаре лемуры. И при этом они все же являются настоящими древесными жителями!

Тем не менее, именно "феномен лемуров" навел в свое время биолога Линн Исбелл из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) на мысль о том, что приматам пришлось "обзавестись" хорошим зрением из-за… змей! Нет, не из-за ядовитых змей, которые не представляют большой угрозы из-за своей осторожности и достаточно пугливого характера, а из-за питонов, удавов и прочих "душителей" — многие из этих хищников прекрасно маскируются и просто обожают обезьян, но, правда, исключительно с гастрономической точки зрения. И для того, чтобы научиться вовремя распознавать этих опасных и неуловимых врагов, приматы были вынуждены "усовершенствовать" свои глаза. В своей книге "Snake Detection Theory" профессор Исбелл указывала и на тот факт, что питоны и удавы современного типа появились практически одновременно с приматами, то есть около 70-65 миллионов лет тому назад.

По мнению исследовательницы, такое опасное соседство и привело к формированию многих особенностей зрения обезьян — например, способность охватывать глазом как можно большую территорию и вовремя замечать змеиное тело в лесной чаще. Естественно, изменения коснулись не только самих органов зрения, но и нервных центров мозга, управляющих их работой и анализирующих зрительную информацию. Однако все это произошло лишь с теми приматами, которые жили в близком соседстве со змеями — а вот мадагаскарских лемуров, обитающих на острове, лишенном крупных древесных змей, все эти эволюционные преобразования совершенно не затронули.

Долгое время данная версия оставалась лишь красивой гипотезой, проверить которую у ученых не было никакой возможности. Однако недавно это все-таки удалось сделать — Линн Исбелл и ее коллеги из Тоямского университета (Япония) и Университета Бразилии смогли выяснить, как  нервные клетки зрительного центра мозга обезьян на нейронном уровне реагируют на появление змеи. Особое внимание исследователи обратили на таламус (который еще называют зрительным бугром) — структуру мозга млекопитающих, в которой происходит распределение всех сенсорных импульсов, кроме обонятельных. Часть этой структуры, называемая подушкой таламуса, отвечает за зрительное внимание и распознавание угрозы (кстати, именно у приматов подушка таламуса является самой большой среди млекопитающих).

И вот, ученые решили провести простой эксперимент — в ту самую подушку таламуса двух макак-резусов (Macaca mulatta) были введены электроды, при помощи которых биологи могли  следить за активностью нейронов подушки в тот момент, когда животным показывали разные картинки с изображением или геометрических фигур, или рук и лиц других макак, а также ползущих или свернувшихся змей. Интересно, что участвовавшие в эксперименте макаки, были рождены в неволе и со змеями в жизни не встречались. Однако все равно, когда они видели картинки со змеями, одна из групп нейронов подушки всегда реагировала на них достаточно остро — и это при том, что повышение активности при рассматривании таких картинок наблюдалось среди всех нервных клеток подушки.

Тем не менее, данные нервные клетки всегда реагировали на появление картинки со змеей куда быстрее, чем другие нейроны — на свои собственные стимуляторы. Например, "змеиные" нейроны по быстроте реакции на 15 мс обгоняли клетки, которые реагируют на злое выражение лица, и на 25 мс — те, что реагируют на форму предмета. Из этого ученые сделали вывод о том, что, судя по всему, приматы действительно стали лучше видеть исключительно благодаря соседству со змеями — более того, это умение оказалось "вмонтировано" в мозг в виде особой группы нейронов.

Интересно, что аналогичные участки подушки таламуса сохранились и у людей — и та самая группа "змеиных" нейронов там тоже присутствует. Выходит, что и мы должны благодарить змей за то, что сейчас можем смотреть кино, а также наслаждаться живописью и фотогрфией — ведь то внимание к деталям, которое отличает человеческое зрение, формируется именно в клетках подушки таламуса…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"