Эволюция. Почему глаза у нас спереди
Наблюдая за животными, можно заметить, что они делятся на две группы: у одних животных глаза расположены по бокам головы - это такие как куры, коровы, лошади, зебры. У других же животных глаза находятся ближе друг к другу и находятся спереди, это такие животные, как обезьяны, тигры, совы и волки. Мы, люди, очевидно относимся ко второй группе. Интересно, с чем же связано это различие?
Невозможно сказать, какое расположение глаз лучше. И у того, и у другого есть как свои преимущества, так и недостатки. Когда глаза находятся спереди - воспринимается глубина того, что видно. Это достигается за счет того, что каждый из глаз посылает в мозг картинку со своего угла зрения, и за счет наложения этих изображений друг на друга человек воспринимает окружающий мир в объеме - 3D. Животные, глаза у которых расположены по бокам, не способны видеть объемное изображение, зато у них намного шире угол зрения.
Расположение глаз у разных животных, по всей видимости, формировалось по-разному. Возьмем, к примеру, черепах у которых глаза находятся по бокам, но их мозг обрабатывает зрительную информацию так, как если бы глаза у них смотрели вперед. Это, возможно, объясняется тем, что когда черепахи втягивают голову под панцирь, их глаза, а следовательно, и мозг, воспринимают свет только спереди. Таким образом, для мозга этих животных создается «впечатление», что глаза располагаются в передней части головы. Однако, почему же у приматов глаза оказались спереди? Этому есть множество объяснений.
По мнению британского офтальмолога Эдварда Тричера Коллинза, которое он записал еще в 1922 году, у приматов была острая потребность в таком зрении, которое «позволяло бы им раскачиваться и точно перепрыгивать с ветки на ветку… хватать пищу руками и подносить ее ко рту». Согласно этому, по заключению ученого, в процессе развития у них появилась способность оценивать расстояние.
В последующие годы теория Коллинза много раз пересматривалась и уточнялась. Однако, все пересмотренные версии этой теории сводились к одному: с течением долгого времени глаза у наших предков переместились вперед для того, чтобы они могли более безошибочно оценивать дистанцию при перепрыгивании с дерева на дерево. Правильно рассчитывать расстояние между деревьями было очень важным, от этого могла зависеть жизнь человека. Вот, что в 1991 году написал Кристофер по этому вопросу Тайлер, специалист по визуальной психотерапии: «Расплатой за просчет было падение с высоты в несколько метров на землю, кишащую плотоядными зверями».
Однако гипотеза Коллинза имеет слабое место, оно заключается в том, что у многих животных, которые селятся на деревьях, — например, у белок, — глаза расположены по бокам. Это побудило американского биолога и антрополога Мэтта Картмилла в 2005 году предложил другую гипотезу, которая основывается на особенностях зрения хищников, способных очень хорошо оценивать расстояние. Картмилл считает, что это позволяет им выслеживать и ловить добычу, будь-то леопард, крадущийся за газелью, ястреб, цепляющий когтями зайца, или один из приматов, хватающий с ветки какое-нибудь насекомое. По мнению ученого это объяснение весьма подходящее, поскольку оно позволяло понять и другие эволюционные изменения, характерные для приматов. Например, ранние приматы в охоте больше полагались на зрение, чем на обоняние. Исходя из этого, Картмилл заключил: обоняние ухудшилось из-за того, что глаза сблизились друг с другом. Вследствие чего, пространство, которое раньше занимали нервные окончания, отвечающие за обоняние - сейчас стало занято глазами. Таким образом, острое зрение «оттеснило» хорошее обоняние.
Гипотезу Метта Картмила также поддержал американский нейробиолог Джон Оллман, он использовал данные полученные благодаря наблюдениям за ночными хищниками и доработал эту теорию. Интересен тот факт, что не у всех хищных животных глаза расположены спереди. У многих ночных хищников, таких, как кошки, приматы и совы глаза действительно находятся в передней части головы. Но у других, например, мангустов, тупай и мухоловок глаза находятся по бокам. Оллман способствовал развитию этой гипотезы тем, что предположил: такое зрение необходимо тем, кто охотится ночью, — например, кошкам и совам. Из-за того, что ночью света гораздо меньше, чем днем их глаза приспособились, сместившись ближе к центру, таким образом, улавливалось больше света и охотится было легче. Ранние приматы охотились преимущественно ночью. Этим, возможно, объясняется, почему у всех их потомков, а также у людей глаза расположены спереди.
Марк Чангизи, американский нейробиолог-теоретик выдвинул еще одно предположение. В 2008 году он выдвинул теорию о «рентгеновском зрении», она была опубликована в «Журнале теоретической биологии» (США). Суть этой теории заключалась в том, что благодаря расположенным впереди глазам наши предки, жившие в лесу, могли видеть сквозь плотную листву, ветви и стволы деревьев. Чангизи описал интересное явление: «Если держать палец перед глазами в вертикальном положении, фиксируя взгляд на каком-нибудь предмете, расположенном позади пальца, в мозг поступят два изображения пальца, и оба они будут прозрачными» — от этого явления произошло название «рентгеновское зрение». Из этого исследует, что зрение человека напоминает рентген — он может видеть палец, как рентген «видит» сквозь какую-либо материю.
Крупным животным, например приматам, обилие деревьев в лесу мешает видеть далеко, для более мелких - таких, как белки - подобные затруднения не существуют. Это объясняется размерами их головы, из-за того, что она небольшая, им несложно протиснуться между ветвями и листьями. Крупным животным, которые живут не в лесу, тоже вполне достаточно глаз, которые расположены по сторонам.
Прямо говоря, причина, почему наши глаза находятся впереди, еще неясна. Каждая теория имеет свои преимущества и недостатки. Но независимо от того, зачем нам потребовалось такое зрение — чтобы прыгать с ветки на ветку, ловить вкусных жучков или видеть сквозь листву — очевидно, что такое расположение глаз связано с жизнью среди деревьев. И, кажется, мы от этого ничуть не страдаем.
Почему глаза у нас расположены не по бокам головы, а смотрят вперед? Отчасти это связано с необходимостью воспринимать трехмерные изображения, но корреспондент BBC Future обнаружил и другие причины.
Вы когда-нибудь обращали внимание, что большинство животных в зоопарке можно отнести к одной из двух групп? У одних глаза находятся по бокам головы (это куры, коровы, лошади, зебры), а у других они посажены ближе и расположены спереди (в эту группу входят обезьяны, тигры, совы и волки). Сами посетители зоопарка — люди — очевидно, относятся ко второй группе. С чем же связано это различие?
Расположение глаз — это всегда некий компромисс. Когда глаза находятся спереди, каждый из них посылает в мозг изображение со своего угла зрения, и за счет наложения этих изображений друг на друга человек воспринимает глубину. Животные, глаза у которых расположены по бокам, не способны видеть третье измерение, зато обзор у них гораздо шире.
Вероятно, расположение глаз формировалось у разных животных по-разному. К примеру, у некоторых черепах глаза находятся по бокам, но мозг обрабатывает зрительную информацию так, как если бы глаза у них смотрели вперед, — возможно, это связано с тем, что когда черепахи втягивают голову под панцирь, их глаза воспринимают свет только спереди, как будто они расположены в передней части головы. Но почему у нашей ветви эволюционного древа — у приматов — глаза оказались спереди? Тому есть множество объяснений.
В 1922 году британский офтальмолог Эдвард Тричер Коллинз писал о том, что ранним приматам требовалось такое зрение, которое «позволяло бы им раскачиваться и точно перепрыгивать с ветки на ветку… хватать пищу руками и подносить ее ко рту». Поэтому, решил ученый, в процессе эволюции у них развилась способность оценивать расстояние.
В последующие десятилетия гипотеза Коллинза неоднократно пересматривалась и уточнялась, но суть ее в течение долгого времени оставалась неизменной: в процессе эволюции глаза у наших предков переместились вперед, чтобы точно оценивать дистанцию при перепрыгивании с дерева на дерево. Цена ошибки при определении расстояния между деревьями действительно была немалой. «Расплатой за просчет было падение с высоты в несколько метров на землю, кишащую плотоядными зверями», — написал в 1991 году специалист по визуальной психотерапии Кристофер Тайлер.
Слабое место гипотезы Коллинза состоит в том, что у многих животных, которые селятся на деревьях, — например, у белок, — глаза расположены по бокам. Поэтому в 2005 году американский биолог и антрополог Мэтт Картмилл предложил другую гипотезу, исходя из особенностей зрения хищников, способных очень хорошо оценивать расстояние. По мнению Картмилла, это позволяет им выслеживать и ловить добычу, будь то леопард, крадущийся за газелью, ястреб, цепляющий когтями зайца, или один из приматов, хватающий с ветки какое-нибудь насекомое. Ученый счел это объяснение весьма изящным, поскольку оно позволяло понять и другие эволюционные изменения, характерные для приматов. К примеру, ранние приматы в охоте полагались на зрение, а не на обоняние. Картмилл решил, что ухудшение обоняния было побочным эффектом сближения глаз: просто для носа и для нервов, связывающих его с мозгом, осталось не так много места — все пространство было занято глазами.
Американский нейробиолог Джон Оллман подхватил гипотезу Картмилла и доработал ее на основе сведений о ночных хищниках — ведь не у всех хищных животных глаза расположены спереди. У кошек, приматов и сов они действительно находятся в передней части головы, а у мангустов, тупай и мухоловок — по бокам. Вклад Оллмана в развитие этой гипотезы состоит в предположении о том, что такое зрение необходимо тем, кто охотится ночью, — например, кошкам и совам, — потому что впереди глаза воспринимают свет лучше, чем по бокам. Ранние приматы как раз охотились по ночам и, возможно, именно благодаря этому пристрастию к ночной охоте у всех их потомков, в том числе у людей, глаза расположены спереди.
У американского нейробиолога-теоретика Марка Чангизи возникло еще одно объяснение. В 2008 году он опубликовал в «Журнале теоретической биологии» (США) статью о «рентгеновском зрении», предположив, что расположенные впереди глаза позволяли нашим предкам, жившим в лесу, видеть сквозь плотную листву и тесное переплетение веток. Громкое название «рентгеновское зрение» происходит от любопытного явления, описанного Чангизи: «Если держать палец перед глазами в вертикальном положении, фиксируя взгляд на каком-нибудь предмете, расположенном позади пальца, в мозг поступят два изображения пальца, и оба они будут прозрачными». Таким образом, получается, что человек может «видеть сквозь» палец, как с помощью рентгеновских лучей.
Нагромождение деревьев в лесу мешает видеть только крупным животным, таким как приматы. Более мелкие, например, белки, не испытывают таких затруднений, поскольку их небольшая голова может легко протиснуться между ветвями и листьями. Крупным животным, которые живут не в лесу, тоже вполне достаточно глаз, которые расположены по сторонам.
Таким образом, причина того, что глаза у нас находятся спереди, еще не установлена. У каждой гипотезы есть свои сильные и слабые стороны. Но независимо от того, зачем нам потребовалось такое зрение — чтобы прыгать с ветки на ветку, ловить вкусных жучков или видеть сквозь листву — очевидно, что такое расположение глаз связано с жизнью среди деревьев.
Глаза – орган зрения человека, расположенные в полости глазниц на лицевой поверхности черепа. Глазницы выполняют защитную функцию, «пряча» глазное яблоко более чем на 2/3. Глазное яблоко имеет форму неправильного шара, размером 24,4 х 23,8 х 23,5 мм у взрослого человека. Его масса составляет 25 - 30 грамм.
Глазное яблоко имеет сложное строение.
Наружная оболочка, покрывающая все глазное яблоко, называется склерой. Ее другое название белочная оболочка (белок глаза
). Со стороны глазницы склера непрозрачна. Спереди склера переходит в прозрачную роговицу, которая покрыта очень тонкой, слизистой оболочкой – конъюнктивой. В свою очередь конъюнктива подразделяется на конъюнктиву век, свода и глазного яблока. С наружной стороны конъюнктива покрыта кожей, которая образует веки - верхнее и нижнее. С внутренней стороны конъюнктива образует мешок верхнего и нижнего века, в которых скапливается жидкость вместимостью в 2 капли;
Сосудистая оболочка расположена сразу за роговицей. За счет нее происходит питание глазного яблока. Она же образует радужную оболочку (радужку
);
Сетчатка – является внутренней оболочкой глаза. Ее так же называют истиной частью мозга, так как с ее помощью человек видит. Сетчатка содержит слой палочек, отвечающие за ориентирование в темноте, а так же за периферическое зрение, и колбочек, отвечающие за ощущение цвета и форму предметов.
Внутри глаз заполнен желеобразным, мутноватым стекловидным телом. К придаткам глаза относятся: слезные органы, веки. Глазное яблоко движется за счет шести группы мышц: 4 прямых и 2 косых.
Как видит наш глаз?
Прежде чем достичь зрительной зоны головного мозга, пучок света проходит сложный путь, который начинается с роговицы. После нее свет попадает через отверстие в радужной оболочке (зрачок ) на хрусталик, где преломляясь, попадает через стекловидное тело на сетчатку. В области сетчатки глаза имеется слепое пятно, с которого начинается зрительный нерв. Он длинным тяжом прокладывает свой путь к зрительной зоне, расположенной в затылочной области головного мозга.Зрачок – это отверстие в глазу, которое контролирует поток лучей, поступающих извне в полость глаза;
Цвет глаза зависит от количества специального пигмента – меланина. Чем его больше, тем темнее радужная оболочка. Глаза могут быть карие, зеленые, серые, голубые, и даже красные. Последний цвет не считается нормой и связан с заболеванием, под названием альбинизм, когда в клетках человека отсутствует меланин, придающий цвет не только глазам, но и коже, волосам;
Красные пятна в глазах на фото – не что иное, как отражение луча света (вспышки
) от дна глаза;
Слеза во время плача стекает не только с конъюнктивы на кожу лица, но и внос, через специальный носослезный канал.
Развитие глаза в эмбриональный период
Глаза происходят из той же ткани, конкретно – нервной трубки, что и мозг. Приблизительно на 4 неделе (в конце первого месяца беременности) в области будущего лица появляются небольшие чашеобразные формы – зрительные пузырьки, с крошечным пигментным диском посередине – это не что иное, как зачатки глаз эмбриона. Глаз продолжает формироваться вплоть до конца беременности. Накануне своего рождения ребенок начинает моргать.Заболевания глаз
Заболевания глаз имеют большую классификацию. Существуют заболевания век, конъюнктивы, слезных органов, склеры, роговицы, хрусталика и др. К самым распространенным причинам относятся: инфекции и травмы.К распространенным симптомам заболеваний глаз относятся:
Отек глаз и век возникает по причине насморка, конъюнктивита, простудных заболеваний. Нередко отек сопровождают мешки под глазами. Отек и мешки могут свидетельствовать о заболевании почек или сердца;
Синяки под глазами возникают при заболевании почек, сердца. Очень часто синяки свидетельствуют о недостатке сна, гиповитаминозе, усталости;
Слезятся глаза по следующим причинам: аллергия, воспаление, атония мышц, которые окружают глаз. При аллергическом конъюнктивите глаза сильно чешутся, и отмечается ощущение в них инородного тела;
Дергается глаз по причине перенапряжения мышц. Другими словами подергивание называется нервным тиком;
Кровоизлияние в глазу случается по причине высокого давления (артериальной гипертензии ) или механической травмы, например, контузии;
Гноятся и болят глаза в результате инфекционного заболевания, того же ячменя – воспаления мешочка ресницы, причиной которого является золотистый стафилококк, конъюнктивита, ирита, иридоциклита и др.
Лечение
В зависимости о заболевания лечение может быть: симптоматическим, этиотропным, патогенетическим, местным и общим, терапевтическим и хирургическим. Так при инфекционных заболеваниях, назначаются антибиотики – обычно местно в виде капель. При травмах глаза – лечение может быть как консервативным местным, так и оперативным, вплоть до энуклеации – удалении глазного яблока.Большинство заболеваний, связанных с патологией хрусталика, роговицы, сетчатки лечатся с помощью очков и линз. В качестве вспомогательного лечения почти всегда назначаются витамины и БАДы. Особенно полезен витамин А при ослабленном зрении.
Возможна ли трансплантация глаза?
В настоящее время пересадка глаза от донора или умершего человека невозможна, так как глаз и все его отдельные структуры – сосуды, оболочки и др., быстро отторгаются самим организмом. Согласно мнениям хирургов – офтальмологов, даже если, используя все современные методы и способы микрохирургии, успеть сшить все сосуды (на это уйдет не менее 8 часов ) они быстро забьются тромбами и вскоре произойдет отторжение. Из всех частей глаза успешно замещается хрусталик, например, при лечении катаракты.В случае травмы или болезни, по причине которой произвели энуклеацию (удаление ) глазного яблока - устанавливается протез. С его помощью восполняется эстетическая функция. Стоимость одного протеза приблизительно равна 5000 рублей. Проводится установка протезов в офтальмологических центрах областных городов РФ.
Профилактика заболеваний глаз
Предупредить различные заболевания можно используя не сложные рекомендации:Выполнять гимнастику для глаз, особенно она полезна людям, которые проводят много времени за компьютером;
Сбалансировано питаться. Очень важно чтобы в рационе присутствовал жирорастворимый витамин А;
Закалять глаза, проводя контрастное умывание с взбрызгиванием капель воды в открытые глаза. Умывание контрастной водой улучшает микроциркуляцию в оболочках глаза.
Почему глаза у нас расположены не по бокам головы , а смотрят вперед? Отчасти это связано с необходимостью воспринимать трехмерные изображения, но корреспондент BBC Future обнаружил и другие причины.
Вы когда-нибудь обращали внимание, что большинство животных в зоопарке можно отнести к одной из двух групп? У одних глаза находятся по бокам головы (это куры, коровы, лошади, зебры), а у других они посажены ближе и расположены спереди (в эту группу входят обезьяны, тигры, совы и волки). Сами посетители зоопарка - люди - очевидно, относятся ко второй группе. С чем же связано это различие?
Расположение глаз - это всегда некий компромисс. Когда глаза находятся спереди, каждый из них посылает в мозг изображение со своего угла зрения, и за счет наложения этих изображений друг на друга человек воспринимает глубину. Животные, глаза у которых расположены по бокам, не способны видеть третье измерение, зато обзор у них гораздо шире.
Вероятно, расположение глаз формировалось у разных животных по-разному. К примеру, у некоторых черепах глаза находятся по бокам, но мозг обрабатывает зрительную информацию так, как если бы глаза у них смотрели вперед, - возможно, это связано с тем, что когда черепахи втягивают голову под панцирь, их глаза воспринимают свет только спереди, как будто они расположены в передней части головы. Но почему у нашей ветви эволюционного древа - у приматов - глаза оказались спереди? Тому есть множество объяснений.
В 1922 году британский офтальмолог Эдвард Тричер Коллинз писал о том, что ранним приматам требовалось такое зрение, которое «позволяло бы им раскачиваться и точно перепрыгивать с ветки на ветку... хватать пищу руками и подносить ее ко рту». Поэтому, решил ученый, в процессе эволюции у них развилась способность оценивать расстояние.
В последующие десятилетия гипотеза Коллинза неоднократно пересматривалась и уточнялась, но суть ее в течение долгого времени оставалась неизменной: в процессе эволюции глаза у наших предков переместились вперед, чтобы точно оценивать дистанцию при перепрыгивании с дерева на дерево. Цена ошибки при определении расстояния между деревьями действительно была немалой. «Расплатой за просчет было падение с высоты в несколько метров на землю, кишащую плотоядными зверями», - написал в 1991 году специалист по визуальной психотерапии Кристофер Тайлер.
Слабое место гипотезы Коллинза состоит в том, что у многих животных, которые селятся на деревьях, - например, у белок, - глаза расположены по бокам. Поэтому в 2005 году американский биолог и антрополог Мэтт Картмилл предложил другую гипотезу, исходя из особенностей зрения хищников, способных очень хорошо оценивать расстояние. По мнению Картмилла, это позволяет им выслеживать и ловить добычу, будь то леопард, крадущийся за газелью, ястреб, цепляющий когтями зайца, или один из приматов, хватающий с ветки какое-нибудь насекомое. Ученый счел это объяснение весьма изящным, поскольку оно позволяло понять и другие эволюционные изменения, характерные для приматов. К примеру, ранние приматы в охоте полагались на зрение, а не на обоняние. Картмилл решил, что ухудшение обоняния было побочным эффектом сближения глаз: просто для носа и для нервов, связывающих его с мозгом, осталось не так много места - все пространство было занято глазами.
Американский нейробиолог Джон Оллман подхватил гипотезу Картмилла и доработал ее на основе сведений о ночных хищниках - ведь не у всех хищных животных глаза расположены спереди. У кошек, приматов и сов они действительно находятся в передней части головы, а у мангустов, тупай и мухоловок - по бокам. Вклад Оллмана в развитие этой гипотезы состоит в предположении о том, что такое зрение необходимо тем, кто охотится ночью, - например, кошкам и совам, - потому что впереди глаза воспринимают свет лучше, чем по бокам. Ранние приматы как раз охотились по ночам и, возможно, именно благодаря этому пристрастию к ночной охоте у всех их потомков, в том числе у людей, глаза расположены спереди.
У американского нейробиолога-теоретика Марка Чангизи возникло еще одно объяснение. В 2008 году он опубликовал в «Журнале теоретической биологии» (США) статью о «рентгеновском зрении», предположив, что расположенные впереди глаза позволяли нашим предкам, жившим в лесу, видеть сквозь плотную листву и тесное переплетение веток. Громкое название «рентгеновское зрение» происходит от любопытного явления, описанного Чангизи: «Если держать палец перед глазами в вертикальном положении, фиксируя взгляд на каком-нибудь предмете, расположенном позади пальца, в мозг поступят два изображения пальца, и оба они будут прозрачными». Таким образом, получается, что человек может «видеть сквозь» палец, как с помощью рентгеновских лучей.
Нагромождение деревьев в лесу мешает видеть только крупным животным, таким как приматы. Более мелкие, например, белки, не испытывают таких затруднений, поскольку их небольшая голова может легко протиснуться между ветвями и листьями. Крупным животным, которые живут не в лесу, тоже вполне достаточно глаз, которые расположены по сторонам.
Таким образом, причина того, что глаза у нас находятся спереди, еще не установлена. У каждой гипотезы есть свои сильные и слабые стороны. Но независимо от того, зачем нам потребовалось такое зрение - чтобы прыгать с ветки на ветку, ловить вкусных жучков или видеть сквозь листву - очевидно, что такое расположение глаз связано с жизнью среди деревьев.
- Расскажите об этом своим друзьям!
ЛЮБОПЫТНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ, ОСОБЕННО ПОПУЛЯРНЫЕ СРЕДИ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ
Российский исполнитель и композитор, 67-летний
ПУБЛИКАЦИИ ДЛЯ ТЕХ, КТО СЛЕДИТ ЗА ДОХОДАМИ И РАСХОДАМИ Все новости про пенсии и деньги Пенсионные новости Военным пенсионерам Работающим пенсионерам