Ю.Г.Симаков. Зачем одноклеточному глаз?

Одноклеточные животные – простейшие, приспособлены жить в водной среде не хуже нас – многоклеточных. Они вооружены специальными органеллами, заменяющими им целые органы. Конечно же, органеллы простейших не похожи по внешнему виду на ноги, руки, лапы и различные осязательные органы многоклеточных, но функцию они выполняют такую же. Однако можно в мире простейших найти клетки вооруженные глазом, сходным по строению с глазом крупных беспозвоночных и даже позвоночных животных.

Пожалуй ни у кого не вызывает удивление наличие у простейших –жгутиконосцев примитивного глазка на переднем конце клетки, выполняющей роль светочувствительного пятна, как, например, у эвглены или хламидомонады. Таким глазком одноклеточное различает свет и тень и ориентируется в пространстве, движется в сторону источника света. Но есть среди жгутиконосцев и такие представители, у которых на одноклеточном теле сидит самый настоящий глаз. Это эритропсисы, которые живут в море и относятся к динофлагеллатам, то есть к жгутиконосцам (рис. 1).

Рис. 1. Одноклеточный жгутиконосец с глазом:

Эритропсис с выдвинутым отростком: 1 — ядро, 2 — хрусталик глазка, 3 — продольный жгутик, 4 — бороздка для поперечного жгута, 5 — влагалище щупальца, 6 — щупальце.

Под микроскопом кажется, что в толще воды плавает мешочек с небольшим клювом, четверть тела которого занимает глаз. Наверное, никто никогда не встречал животное, у которого глаз так велик по отношению к телу. Я бы назвал такое существо «плавающим глазом». Но может быть это просто видимость, подделка или мимикрия, а на самом деле никакого глаза нет?

Нет, это настоящий, функционирующий глаз. Стоит внимательно присмотреться и можно отметить, что кроха рассматривает окружающие предметы и проплывающих мимо других простейших. Его зрачок, да именно зрачок, из которого торчит большой хрусталик, то расширяется, то сужается. Появляется необычное чувство и удивление, одна живая клетка, что-то анализирует, что-то решает. Но еще более шокирует наблюдателя поведение жгутиконосца-эритропсиса, когда он начинает ощупывать интересующий его предмет. Из задней части клетки выдвигается толстое мясистое щупальце, напоминающее хобот слона, и рассмотренный ранее объект пробуется на ощупь. Все соответствует поговорке – «не верь глазам своим».

Можно только сожалеть, как слабо еще изучен глаз одноклеточного существа эритропсиса. Это действительно глаз со светочувствительным слоем, напоминающим сетчатку, покрытый пигментом. Внутри глаза покоится крупный хрусталик, напоминающий хрусталик рыб. Изготовлена линза глаза у жгутиконосца из крахмального зерна. Пигментная масса, чуть не написал пигментные клетки, как в глазу многоклеточных, способна к амебоидному изменению формы и может то наползать на хрусталик, образуя узкий зрачок, то почти полностью его открывать. А вот что служит заменителем фоторецепторов сетчатки: палочек и колбочек, это пока тоже загадка. Биологам только удалось найти в светочувствительном слое глазка жгутиконосца большое содержание ДНК. Неужели есть еще одна специальность у наследственного материала – анализировать видимые изображения? Пусть этот вопрос останется открытым.

Но самое главное еще не в этом. Возникает второй не менее важный вопрос. Если жгутиконосец видит окружающие его предметы и после анализирует их ощупыванием, то каким образом осуществляется этот анализ? Ведь для подобного анализа нужен мозг. Вспомним, что у многоклеточных глаз в процессе эволюции образовался из мозга. Эмбриональное развитие глаз нам показывает этот процесс, из зачаточного мозга выпячиваются глазные пузыри, которые доходят до покровных тканей, превращаются в глазную чашу, под влиянием которой из эмбриональной кожи формируются хрусталики. В нашем же случае, мы имеем дело с клеткой, у которой нет мозга, следовательно, и получать сложное изображение окружающего мира, казалось бы, незачем. Но так рассуждает человек, а жгутиконосец смотрит на мир своим глазом и сам решет, что предпринять.

Пока можно только предположить, что глаз у жгутиконосца-эритропсиса одновременно играет роль и клеточного мозга. В нем анализируются сложные зрительные изображения, следовательно, этим же глазом жгутиконосец принимает различные решения. И не только глазом-мозгом видит жгутиконосец, он им, возможно, и запоминает происшедшее. Вспомним, ведь биологи открыли роль ДНК в процессах долговременной памяти, а эта нуклеиновая кислота как раз и содержится в больших количествах в светочувствительном слое глазка эритропсиса.

У многоклеточных животных глаз тоже способен анализировать видимое изображение, так происходит, например, у лягушек. Но ведь там работает целый ансамбль клеток, а тут со всем справляется только часть одной клетки. Вот тебе и эволюция, вот и постепенный отбор. Одноклеточный жгутиконосец нарушает все эти домыслы в теории эволюции, он сразу, как по имеющемуся чертежу строит в своей клетке структуру, которая появится у многоклеточных организмов через миллионы лет. Разве это не доказательство, что «чертежи органов» уже были готовы заранее, а потом их уже начала осваивать живая материя.

Симаков Ю.Г.
доктор биологических наук, профессор