Эволюция глаз⁠⁠

Пятиминутное видео (из научпопа с Нилом Тайсоном) об эволюции зрения у организмов на Земле. Экран разделен на две части: слева показан организм, а справа - то, как он видит этот мир.

Мой вольный перевод ролика:

В самом начале жизнь на Земле была слепа.

На первых кадрах показано, как выглядела наша земля 4 миллиарда лет назад - до того момента, как возникли первые глаза, чтобы что-либо увидеть.

Спустя несколько сотен миллионов лет после появления жизни, у некоторых древних бактерий возникла светочувствительная молекула протеина, которая могла воспринимать свет. Это случилось из-за ошибки в копировании ДНК

Экран разделяется на две части, и, начиная с этого момента, мы будем видеть в правой части то, как организмы с левой воспринимают мир.

Те бактерии, которые могли воспринимать свет, получили преимущество. Они смогли избегать вредных ультрафиолетовых лучей, уходя глубже в океан, а также подниматься выше, когда опасности не было.

С течением времени,  у более продвинутых одноклеточных организмов эти светочувствительные протеиновые молекулы стали концентрироваться в пигментных пятнах.

В видео демонстрируется плоский червь.

Этот многоклеточный организм эволюционировал, получив чашеобразную ямочку в пигментном пятне. Это позволило ему отличать свет от тени. Он видел грубые очертания объектов в поле зрения - включая те, что можно было съесть и те, что могли съесть его. Это было неоспоримым преимуществом.

Позже ямочка с пигментным пятном стала более глубокой и превратилась в маленькую впадину с небольшим входным отверстием. На протяжении тысяч поколений естественный отбор медленно ваял глаза. Отверстие, ведущее во впадину, сузилось до размеров булавочного ушка, и закрылось прозрачной защитной мембраной. Теперь лишь толика света могла попасть внутрь - но этого было достаточно, чтобы передать тусклую картинку на чувствительную внутреннюю поверхность глаза.

Это давало четкий фокус. Широкое же отверстие давало более яркую картинку, но в плохом фокусе.

Это запустило своего рода "гонку вооружений" зрения.

В видео демонстрируется, как наблюдаемую рыбку сжирает что-то хищное.

Спустя время у глаза появилась новая решающая деталь - линза, которая давала одновременно и яркую картинку, и четкий фокус. Она появилась из прозрачного геля около отверстия в глазе. Само же отверстие увеличивалось, чтобы пропускать внутрь все больше и больше света.

Теперь рыба могла видеть в высоком качестве - как вблизи, так и вдалеке.

Замечали ли вы когда-нибудь, что соломинка в стакане с водой выглядит изогнутой?

Это происходит из-за того, что свет искривляется, когда переходит из одного "пространства" в другое - например, из воды в воздух.

Наши глаза изначально были сформированы, чтобы видеть в воде. Жидкость в глазах устраняла искажения, вызываемые этим искривлением.

Но у сухопутных животных свет несет информацию из воздуха в глаз, полный жидкости. Это искривляет свет, вновь вызывая всякого рода искажения.

Демонстрируется, как рыбы видят на воздухе.

Когда наши предки-амфибии вышли на сушу, их глаза, предназначенные для зрения под водой, плохо справлялись со своей задачей на воздухе.

С тех пор наше зрение так и не стало таким же хорошим, как в те времена.

Мы считаем, что наши глаза представляют собой произведение искусства, но даже спустя 375 миллионов лет эволюции, мы все еще не можем разглядеть что-либо у самого нашего носа, или хорошо видеть при плохом освещении - в отличие от тех же самых рыб.

Почему же, когда мы вышли на сушу, природа не решила начать формировать глаз заново, чтобы создать новый орган, предназначенный для зрения именно на воздухе?

К сожалению, эволюция предпочитает медленно изменять уже существующие органы вместо того, чтобы формировать новые с аналогичной функцией.