Улучшения в строении глаза – органа зрения – должны были помочь нашим обитавшим в водной среде предкам эффективнее искать пищу и друг друга, а также ускользать от хищников. Эти новшества, вероятно, даже подарили им возможность буквально увидеть для себя новые перспективы – на суше.
До сих пор идут споры о том, что именно подвигло наших позвоночных прародителей примерно 385 млн лет назад сделать судьбоносный шаг из моря на берег. Однако в 2017 г., после детального изучения палеонтологических находок, группа биологов и инженеров сообщила, что непосредственно перед переходом из одной среды в другую зрительные способности позвоночных животных существенно расширились. Незадолго до выхода на сушу глаза этих существ утроились в размерах и переместились с боков головы на ее верх. Теоретически это должно было заметно облегчить возможность выглянуть из воды, поднявшись на поверхность, – и увидеть там целый новый мир. Возможно, как предполагают исследователи, именно вид суши с ее бесконечным изобилием потенциальной пищи – двупарноногих и губоногих многоножек, пауков и прочих беспозвоночных – и направил эволюцию по пути формирования конечностей из плавников{11}.
Небольшими вариациями в эволюции зрения можно объяснить еще одно знаменательное событие, произошедшее миллионы лет спустя, когда наш вид остался последним из гоминин. Последний общий предок Homo sapiens и наших братьев-неандертальцев жил около 500 000 лет назад. Что именно случилось после, непонятно, поскольку огромное количество недавних палеонтологических находок усложнило то, что казалось четкой эволюционной картиной. Однако примерно 430 000 лет назад неандертальцы появились в Европе, а некоторые мигрировали в различные части Азии. Около 300 000 лет назад представители H. sapiens появились в Африке. Еще 50 000–60 000 лет назад группы сапиенсов скрещивались с неандертальцами на Ближнем Востоке. Около 45 000 лет назад группы людей современного типа перебрались в Европу, и анализ ДНК показал, что и там они порой были не прочь заняться сексом с неандертальцами. Тем не менее всего 5000 лет спустя неандертальцы вымерли как вид.
Исследования ископаемых черепов показали, что мозг неандертальцев был примерно такого же размера, как наш. Они были высокого роста и плотного телосложения. И глазницы у них были больше наших, что, предположительно, указывает на более крупные глаза. Так почему же вымерли именно они, а не наши предки, которые явно уступали им по физическим и зрительным способностям?
Вероятно, у неандертальцев были большие глаза потому, что их вид появился и развивался в более высоких широтах, где освещенность ниже. Чтобы хорошо видеть, особенно в предрассветных и вечерних сумерках, им нужны были более крупные глаза, чем нашим африканским предкам-сапиенсам. Более массивные тела неандертальцев тоже, вероятно, были адаптацией – в данном случае к более холодному климату. Но опять же, то, что на первый взгляд казалось однозначным благом, таило в себе определенные недостатки. Группа ученых из Оксфорда предполагает, что у неандертальцев большая, чем у нас, часть ресурсов мозга уходила на зрение и контроль тела. Как считают исследователи, это означает, что у неандертальцев оставался сравнительно меньший объем мозга для выполнения когнитивных функций: мышления и разумного поведения, создания и поддержания сложных социальных связей и новаторства{12}.
Зрение вышедших из Африки H. sapiens могло быть не настолько острым, как у неандертальцев. Однако в рамках описанной теории этот недостаток с лихвой перекрывался их выдающимися умственными способностями. В конце концов, большеглазым (и в целом более массивным) неандертальцам могло быть сложнее справляться с евразийскими условиями жизни, чем сапиенсам, что позволило нам выиграть в конкурентной борьбе с ними. Получается, их эволюция завершилась буквально на наших глазах.
Хотя существуют и иные теории, объясняющие эволюционный успех сапиенсов, можно не сомневаться в том, что мир для неандертальцев выглядел немного иначе, чем для нас. Правда, также вероятно, что для меня и для вас мир тоже выглядит немного по-разному – а возможно, даже совершенно по-разному.
Основы зрения закладываются на ранней стадии внутриутробного развития{13}. Чтобы оно сформировалось в полной мере, ребенку нужно развивать зрительное восприятие с помощью практики[10]. Острота зрения новорожденного составляет всего около 5 % от остроты зрения взрослого, и младенец не может видеть объекты, расположенные дальше 30 см от него (примерно на таком расстоянии расположено лицо матери, когда та держит его на руках). Тем не менее он способен отличать очень темное от светлого и видеть яркие красные пятна. Примерно к двухмесячному возрасту малыш может отличать насыщенный зеленый цвет от ярко-красного. Через несколько недель к этому списку добавляется ярко-синий{14}.
Красный, зеленый и синий – первые цвета, которые ребенок учится различать, поскольку кроме палочек, светочувствительных клеток, позволяющих видеть при тусклом свете, сетчатка глаза человека укомплектована тремя типами других светочувствительных клеток – колбочек. Миллионы этих колбочек собраны в желтом пятне[11] в центре сетчатки.
«Синие» колбочки содержат такую разновидность опсина (светочувствительного белка), которая охотнее всего поглощает свет в синей и фиолетовой, коротковолновой части спектра видимого света. Опсин в «зеленых» колбочках активнее всего реагирует на зеленый свет со средней длиной волны, а опсин в «красных» колбочках наиболее чувствителен к свету из светло-зеленой/желтой/оранжевой части спектра, хотя эти клетки также воспринимают свет с гораздо большей длиной волны.
Считается, что белок опсин, чувствительный к синему свету, изначально играл роль детектора ультрафиолетового излучения, сменив свою функцию, видимо, лишь на ранних этапах эволюции млекопитающих, да и то не до конца. Хотя мы обычно не в состоянии видеть ультрафиолет, наш синий опсин все еще к нему чувствителен{15}. Роговица и хрусталик поглощают ультрафиолетовое излучение до того, как оно достигает сетчатки, однако люди, которым удалили хрусталик из-за катаракты, иногда отмечают, что видят на одноцветных цветках узоры, а на предметах, которые раньше казались чисто черными, замечают фиолетовый отлив. Есть даже подозрение, что именно по этой причине в поздних картинах Клода Моне, которому в возрасте 82 лет удалили катаракту в левом глазу, так много фиолетового и синего.
До какого-то момента (примерно между 30 и 45 млн лет назад) у наших предков были только красные и синие опсины. Затем ген, кодирующий красный опсин, дуплицировался, и мутации сделали его новую копию чувствительной к волнам зеленой части спектра. Что направляло этот процесс? Некоторые исследователи считают, что эти изменения помогали разглядеть красные плоды на фоне зеленых листьев. Но, что бы ни было их причиной, последствия этих изменений проявились незамедлительно. Число цветов, которые были способны различить наши предки, резко выросло – с 10 000 до примерно 1 млн. Благодаря комбинациям сигналов, поступающих от всех трех типов колбочек, мы можем видеть невероятно разнообразные оттенки: от самого светлого цвета слоновой кости до пурпурного и угольно-черного{16}.
Поскольку у нас в сетчатке глаза имеется три типа колбочек, мы, люди, являемся трихроматами. Точнее, большинство из нас. Однако нарушения цветового зрения, вызванные поломками в генах опсинов, весьма распространены{17}. Хотя полная цветовая слепота встречается редко, красно-зеленая недостаточность – частичная цветовая слепота, при которой люди не различают зеленого и красного цветов, – наблюдается примерно у одного из 12 мужчин и у одной из 200 женщин, если говорить о выходцах из Северной Европы (в других популяциях, в которых изучали этот вопрос, она встречается реже). Это означает, что люди могут путать красный и зеленый цвета. Кстати, именно по этой причине для логотипа Facebook[12] был выбран синий цвет. Основатель компании Марк Цукерберг заявил, что из-за своей неспособности различать красный и зеленый синий он видит лучше остальных цветов{18}.
