Реферат эволюция органа зрения
Обновлено: 04.07.2024
В ходе филогенетического развития организмов под влиянием условий внешней среды орган зрения претерпел большие изменения. Из примитивного органа зрения, который состоит из светочувствительных клеток, располагающихся в наружных покровах организма, он превратился в сложный зрительный анализатор высших позвоночных.
Уже некоторым одноклеточным животным и растительным организмам присуща светочувствительность: реагирует вся протоплазма. У растений реакция на свет выражается в положительном гелиотропизме. Всем известно, как в течение дня поворачивается к солнцу головка подсолнечника. У бактерий эта реакция проявляется в отрицательном фототропизме: размножение культур бактерий особенно энергично в тех местах чашек Петри, которые затемнены бумажками, наклеенными на крышку.
В процессе эволюционного развития на поверхности соприкосновения организма с внешней средой возникают светочувствительные клетки. Простейший вид органа зрения встречается у дождевого червя. Это эпителиальная клетка, соединенная с нервным волокном. Нервное волокно передает возбуждение клетки нервному узлу, раздражение которого вызывает двигательную реакцию животного. Светочувствительные клетки у дождевого червя рассеяны по всей поверхности тела среди клеток эпидермиса. У более развитых организмов светочувствительные клетки концентрируются в определенных местах. В глазу пиявки, например, они объединены в группы по 5–6 клеток, но еще лежат в одной плоскости с покровом тела и только с внутренней стороны отграничиваются прослойкой темного пигмента в форме чашечки или бокала.
Во всех описанных выше глазах светоощущающие концевые аппараты светочувствительных рецепторных клеток направлены навстречу попадающему в глаз свету. Такой тип глаз называется конвертированным.
В процессе филогенетического преобразования органа зрения возникает глаз, в котором светоощущающие концевые аппараты повернуты от света. Такой тип глаза называется инвертированным.
Моллюск, стоящий еще на низкой ступени филогенетической лестницы, уже обладает таким инвертированным глазом. Его глаз напоминает глаз высших животных. В глазу моллюска имеется обособленный слой пигментного эпителия, к которому и обращены воспринимающие световое раздражение концы рецепторных клеток. В глазах моллюска появляется также простейшая преломляющая линза. У высших животных в связи с развитием высших отделов головного мозга центральный отдел зрительного анализатора перемещается в кору больших полушарий и приобретает способности к тончайшему анализу и синтезу. Одновременно происходит совершенствование глаза как оптической системы.
Зрительная система - оптикобиологическая бинокулярная система, эволюционно возникшая у животных и способная воспринимать электромагнитное излучение видимого спектра, создавая изображение, в виде ощущения положения предметов в пространстве: ее эволюция.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.12.2010 |
| Размер файла | 504,6 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Эволюция зрительного анализатора
1 -- Левая половина зрительного поля, 2 -- Правая половина зрительного поля, 3 -- Глаз, 4 -- Сетчатка, 5 -- Зрительные нервы, 6 -- Глазодвигательный нерв, 7 -- Хиазма, 8 -- Зрительный тракт, 9 -- Латеральное коленчатое тело, 10 -- Верхние бугры четверохолмия, 11 -- Неспецифический зрительный путь, 12 -- Зрительная кора головного мозга.
зрительный спектр изображение эволюция
Зримтельная системма -- оптикобиологическая бинокулярная система, эволюционно возникшая у животных и способная воспринимать электромагнитное излучение видимого спектра (света), создавая изображение, в виде ощущения (сенсомрного чувства) положения предметов в пространстве. Зрительная система обеспечивает функцию зрения.
Зрительная система у млекопитающих включает следующие анатомические образования: глаз, в частности хрусталик, сетчатка (вспомогательные структуры: мышцы глаза, век и слёзный аппарат), зрительные нервы, хиазма, зрительный тракт, латеральное коленчатое тело промежуточного мозга, передние бугры четверохолмия среднего мозга, зрительная радиация, зрительная кора.
У человека и многих других животных существует бинокулярное зрение, обеспечивающее объёмное изображение. У многих дневных животных существует цветовое зрение.
У животных и человека органами зрения являются глаза. Высокоорганизованными (способными создавать изображения предметов и обеспечивать предметное зрение) глазами обладают, помимо позвоночных, головоногие моллюски и многие членистоногие, а также отдельные представители других типов животных -- книдарий, кольчатых червей, плоских червей.[1] Фасеточные глаза насекомых имеют принципиально отличное строение по сравнению с камерными глазами позвоночных и головоногих, однако связаны с ними постепенными переходами сравнительно-морфологического ряда
Существуют сходные по функции со зрением другие системы ориентации в пространстве, например, ультразвуковая эхолокация летучих мышей и китообразных, позволяющая им обнаруживать мельчайшие объекты, электролокация некоторых рыб и утконоса, тепловая локация гремучих змей.
Эволюция зрительной системы
Глазные бокалы позвоночных формируются как выросты промежуточного мозга, а первичный центр обработки зрительной информации находится в среднем мозге.
Зрительная система у разных видов живых существ
У беспозвоночных встречаются очень разнообразные по типу строения и зрительным возможностям глаза и глазки -- одноклеточные и многоклеточные, прямые и обращённые (инвертированные), паренхимные и эпителиальные, простые и сложные.
У членистоногих часто присутствует несколько простых глаз (иногда непарный простой глазок -- например, науплиальный глаз ракообразных) или пара сложных фасеточных глаз. Среди членистоногих некоторые виды имеют и простые, и сложные глаза: так, у ос два сложных глаза и три простых глаза (глазка). У скорпионов 3--6 пар глаз (1 пара -- главные, или медиальные, остальные -- боковые), у щитня -- 3. В эволюции фасеточные глаза произошли путем слияния простых глазков. Близкие по строению к простому глазу глаза мечехвостов и скорпионов, видимо, возникли из сложных глаз трилобитообразных предков путем слияния их элементов (Беклемишев, 1964)
Некоторые простейшие имеют слабодифференцированные органоиды светового восприятия (например, стигма у эвглены зелёной).
Глаза насекомых имеют фасеточное строение. Разные виды по-разному воспринимают цвета, но в целом большинство насекомых хорошо различают не только лучи спектра, видимые человеком, но и ближний ультрафиолет. Это зависит, помимо генетических факторов (строение рецепторов), и от меньшего поглощения УФ-света -- из-за меньшего его пути в оптической системе глаза. Например, пчёлы видят ультрафиолетовый рисунок на цветке.
Структура рецепторов рептилий, птиц и некоторых рыб
Установлено, что рептилии, птицы и некоторые рыбы имеют более широкую область ощущаемого оптического излучения. Они воспринимают ближний ультрафиолет (300--380 нм), синюю, зелёную и красную часть спектра.
У многих птиц их бинокулярное зрение из-за специфического расположения глаз не даёт такого большого поля стереоскопического зрения, как у человека.
Мутация, некогда реализованная у одного из прапредков млекопитающих и закрепившаяся во всём классе, сократила число видов цветовых рецепторов колбочек до двух. Полагают, что предки млекопитающих -- мелкие грызуны -- вели ночной образ жизни и компенсировали эту потерю значительным развитием сумеречного зрения (с помощью рецепторов -- палочек).
Глаз человека состоит из глазного яблока и зрительного нерва с его оболочками. У человека и позвоночных имеется по два глаза, расположенных в глазных впадинах черепа.
Ниже более подробно рассмотрена структура зрения человека.
Глаз человека Стереоскопическое зрение
У многих видов, образ жизни которых требует хорошей оценки расстояния до объекта, глаза смотрят скорее вперёд, нежели в стороны. Так, у горных баранов, леопардов, обезьян обеспечивается лучшее стереоскопическое зрение, которое помогает оценивать расстояние перед прыжком. Человек также имеет хорошее стереоскопическое зрение (см. ниже, раздел Бинокулярное и стереоскопическое зрение).
Альтернативный механизм оценки расстояния до объекта реализован у некоторых птиц, глаза которых расположены по разным сторонам головы, а поле объёмного зрения невелико. Так, куры совершают постоянные колебательные движения головой, при этом изображение на сетчатке быстро смещается, обратно пропорционально расстоянию до объекта. Мозг обрабатывает сигнал, что позволяет поймать мелкую добычу клювом с высокой точностью.
Глаза каждого человека внешне кажутся идентичными, но всё же функционально несколько различны, поэтому выделяют ведущий и ведомый глаз. Определение ведущего глаза важно для охотников, видеооператоров и лиц других профессий. Если посмотреть через отверстие в непрозрачном экране (дырочка в листе бумаги на расстоянии 20--30 см) на отдалённый предмет, а затем, не смещая голову, поочередно закрыть правый и левый глаз, то для ведущего глаза изображение не сместится.
Подобные документы
Необходимые условия для поддержания функционирования нервных связей в зрительной системе. Бинокулярная депривация и роль конкуренции. Основные эффекты страбизма (косоглазия). Критические периоды в развитии зрительной системы и их клиническое значение.
реферат [704,3 K], добавлен 06.11.2009
Системы органического мира, их характеристика. Современная классификация организмов. Паренхиматозные и репродуктивные органы животных. Эволюция систем органов животных. Эволюция висцерального скелета. Строение пищеварительной системы кишечнополостных.
контрольная работа [38,4 K], добавлен 15.03.2012
Зрительная система новорожденных котят и обезьян. Формирование глазодоминантных колонок. Рецептивные поля, свойства кортикальных клеток новорожденных животных. Строение рецептивных полей нейронов сетчатки. Зависимость паттернов ветвления аксонов нейронов.
реферат [724,7 K], добавлен 06.11.2009
Характеристика и особенности развития нервной системы в филогенезе и онтогенезе. Взаимное расположения структур, центрального и периферического отделов. Связь нервной системы с внешней средой, ее эволюция, усложнение нервных функций и развитие мозга.
реферат [627,5 K], добавлен 14.12.2011
Сущность теорий происхождение видов Ламарка и Дарвина. Естественная эволюция как необратимое историческое развитие органического мира с постепенным его усложнением. Видовое разнообразие царства животных и значение эмбриологии в определении их родства.
реферат [29,8 K], добавлен 11.07.2009
Принципы в эволюционной теории и эволюционно-стабильная стратегия. Истинная мимикрия как сходство одного животного (имитатора) с другим (моделью), ее формы. Последствия возможных комбинаций частот различных генотипов в популяциях модели и имитатора.
курсовая работа [407,8 K], добавлен 08.08.2009
Глобальный эволюционизм. Антропный принцип в космологии. Естественнонаучное миропонимание - система знаний о природе, образующаяся в сознании человека в процессе изучения естественнонаучных предметов, и мыслительная деятельность по созданию этой системы.
Почти все живущее чувствительно к свету. Растения воспринимают энергию света, некоторые из них поворачиваются вслед за солнцем почти так, как будто у них есть зрение. Животные используют свет, тень и изображения, чтобы избежать опасности и преследовать свою добычу.
Первые простейшие глаза реагировали только на свет и изменение интенсивности света. Восприятие формы и цвета предполагает более сложное строение глаз, способных к формированию образов, и мозг, достаточно сложно организованный, чтобы интерпретировать нервные сигналы от оптических образов на сетчатке.
Более развитые глаза, способные формировать образ, развились из чувствительных к свету клеток, расположенных на поверхности тела простейших животных. Как это произошло — остается тайной, однако мы знаем некоторые эпизоды этой истории. Об одних мы узнали от ископаемых, о других — из сравнительного исследования живущих видов, а о третьих — из изучения быстротекущих стадий развития глаз в эмбриогенезе.
Представления о том, как развился глаз, весьма противоречат дарвиновской теории эволюции, согласно которой развитие осуществляется путем естественного отбора. Мы можем сделать много совершенно бесполезных экспериментальных моделей при конструировании нового аппарата, однако это невозможно при естественном отборе, так как каждое изменение должно давать некоторые преимущества его обладателю для того, чтобы быть отобранным и сохраненным поколениями. Какая польза от несовершенной линзы? Какая польза от линзы, дающей изображение, если нет нервной системы, способной перерабатывать эту информацию? Как могла возникнуть зрительная нервная система до того, как появился глаз, дающий ей информацию? В эволюции не могло быть общего плана, предвидения того, что следует создавать формы, которые бесполезны в данный момент, но будут иметь значение в свое время, когда в достаточной мере разовьются другие структуры. Даже развитие человеческого глаза и мозга шло медленным и болезненным путем проб и ошибок.
Реакция на свет обнаружена уже у одноклеточных. У высших животных мы находим клетки, специально приспособленные служить в качестве чувствительных к свету рецепторов. Эти клетки могут быть рассеяны по всей коже (как у земляного червя) или сгруппированы, чаще (всего выстилая впадины или углубления, которые и дали начало настоящему глазу, создающему изображение.
Весьма вероятно, что фоторецепторы скрывались в углублениях, потому что там они оказывались защищенными от яркого света, который уменьшал их способность улавливать движущуюся тень, предупреждающую о приближении опасности. Миллионы лет спустя по той же самой причине древние греческие астрономы выкапывали глубокие ямы в земле, откуда они могли наблюдать звезды в дневное время.
Простейшим глазным орбитам угрожала опасность попадания в них чужеродных частиц, мешающих восприятию света. Чтобы защитить их от опасности, над глазными орбитами развилась прозрачная защитная мембрана. Когда при мутационных изменениях эта мембрана стала тоньше в центре, она превратилась в примитивную линзу. Первые линзы обеспечивали только увеличение интенсивности света, однако позже они начинают успешно создавать изображение предметов. Древний тип глаза сохранился у одного вида моллюсков. Одно из живущих созданий — Nautilus — имеет еще более примитивный глаз без линзы, но с отверстием величиной с булавочную головку, с помощью которого он создает изображения. Внутренность глаза Nautilus’a омывается морем, в котором он живет, в то время как глаз с линзой заполнен специально вырабатываемой жидкостью, заменяющей морскую воду. Человеческие слезы — это видоизмененная вода первобытного океана, в котором находился первый глаз.
Наши глаза представляют собор типичные глаза позвоночных, и они не самые сложные и не самые высоко организованные, хотя человеческий мозг — наиболее совершенный в животном мире. Сложно организованные глаза часто бывают при простом мозге — мы находим глаза невероятной сложности у представителей допозвоночных, обладающих крошечным мозгом. Сложные фасеточные глаза членистоногих (включая насекомых) содержат не одну линзу с сетчаткой, состоящей из многих тысяч или миллионов рецепторов, а большое число линз, в каждой из которых имеется один-е, инственный рецепторный элемент. Наиболее древние из всех известных ископаемых глаз принадлежат трилобитам (ископаемым членистоногим), которые жили 500 000 000 лет тому назад; эти наиболее ранние из сохранившихся ископаемых были обнаружены в каменных породах Кембрийского периода. У многих видов трилобитов были высокоразвитые глаза. Наружные структуры этих; наиболее древних глаз, как это видно на рисунке, полностью сохранились. Но мы не можем теперь рассмотреть внутреннее устройство этих глаз, и только внешняя форма волнует наше воображение. Это были фасеточные глаза, очень похожие на глаза современных насекомых: они содержали свыше тысячи фасеток.
Глаза насекомых имеют чрезвычайно любопытный механизм, обеспечивающий адаптацию к темноте или свету. Омматидии изолированы друг от друга темными конусами пигмента; при уменьшении света (или в ответ на сигнал, идущий из мозга) пигмент перемещается по направлению к рецепторам, так что свет может теперь проникать сквозь стенки каждого омматидия в соседние рецепторы. Это увеличивает чувствительность глаза, однако за счет уменьшения остроты зрения; подобный баланс обнаружен также и в глазах позвоночных, хотя он осуществляется совершенно иными механизмами.
Цилиндрическая линза фасеточного глаза функционирует не благодаря форме ее оптической поверхности, как обычная линза; ее принцип действия не связан и с изменениями ее показателя преломления, который возрастает по мере приближения к центру линзы и убывает на ее периферии. Свет проходит сквозь нее совершенно иным путем, чем в обычной линзе. Фасеточные глаза являются специальными детекторами движения и могут быть чрезвычайно эффективными, как это известно из наблюдения за стрекозами, ловящими свою жертву на лету.
Сканирующие движения цилиндрической линзы и прикрепленного к ней фоторецептора показаны в виде последовательных кинокадров на рисунке. Рецепторы двигаются сначала точно в направлении друг к другу, а затем — в разные стороны, но всегда совместно. Скорость сканирования варьирует от пяти движений в секунду до одного сканирующего движения за каждые две секунды.
Было бы очень интересно узнать, почему это происходит и не являются ли эти глаза сохранившейся формой наиболее раннего типа глаз. Если даже Copilia является ошибкой эволюции, она заслуживает признания за оригинальность.
Используемая литература: Р. Л. Грегори
Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия: Л.Р. Грегори
под ред. Э. Пчелкина, С. Елинсон.-м. 1970 г.
г л а з н о г о я б л о к а е д и н ы м с т в о л о м з р и т е л ь н о г о н е р в а в п о л о с т ь ч е р е п а .
Н а о с н о в а н и и г о л о в н о г о м о з г а в о б л а с т и т у р е ц к о г о с е д л а в о л о к н а
з р и т е л ь н ы х н е р в о в с х о д я т с я с о б е и х с т о р о н , о б р а з у я з р и т е л ь н ы й
н а р у ж н о г о к о л е н ч а т о г о т е л а и п о д у ш к и т а л а м у с а , з а т е м к к о р е
г о л о в н о г о м о з г а ( з а т ы л о ч н а я д о л я ) и д е т ц е н т р а л ь н ы й з р и т е л ь н ы й п у т ь .
Н е п о л н ы й п е р е к р е с т в о л о к о н з р и т е л ь н ы х н е р в о в о б у с л а в л и в а е т
н а л и ч и е в п р а в о м з р и т е л ь н о м т р а к т е в о л о к о н о т п р а в ы х п о л о в и н , а в
л е в о м з р и т е л ь н о м т р а к т е – о т л е в ы х п о л о в и н с е т ч а т о к о б о и х г л а з .
н а с т у п а е т с л е п о т а н а с т о р о н е п о в р е ж д е н и я с у т р а т о й п р я м о й р е а к ц и е й
з р а ч к а н а с в е т . П р и п о р а ж е н и и т о л ь к о ч а с т и в о л о к о н з р и т е л ь н о г о
н е р в а в о з н и к а ю т о ч а г о в ы е в ы п а д е н и я п о л я з р е н и я ( с к о т о м ы ) . П р и
п о л н о м р а з р у ш е н и и х и а з м ы р а з в и в а е т с я д в у с т о р о н н я я с л е п о т а . О д н а к о
п р и м н о г и х в н у т р и ч е р е п н ы х п р о ц е с с а х п о р а ж е н и е х и а з м ы м о ж е т б ы т ь
ч а с т и ч н ы м – р а з в и в а е т с я в ы п а д е н и е н а р у ж н ы х и л и в н у т р е н н и х
о д н о с т о р о н н е м п о р а ж е н и и з р и т е л ь н ы х т р а к т о в и в ы ш е л е ж а щ и х
з р и т е л ь н ы х п у т е й в о з н и к а е т о д н о с т о р о н н е е в ы п а д е н и е п о л е й з р е н и я н а
п р о т и в о п о л о ж н о й с т о р о н е . П о р а ж е н и е з р и т е л ь н о г о н е р в а м о г у т н о с и т ь
в о с п а л и т е л ь н ы й х а р а к т е р , з а с т о й н ы й и д и с т р о ф и ч е с к и й х а р а к т е р ;
в ы я в л я ю т с я п р и о ф т а л ь м о с к о п и и . П р и ч и н а м и н е в р и т а з р и т е л ь н о г о
н е р в а м о г у т б ы т ь м е н и н г и т , э н ц е ф а л и т , а р а х н о и д и т , р а с с е я н н ы й
с к л е р о з , г р и п п , в о с п а л е н и е п р и д а т о ч н ы х п а з у х н о с а и д р . П р о я в л я ю т с я
п о н и ж е н и е м о с т р о т ы и с у ж е н и е м п о л я з р е н и я , н е к о р р и г и р у ю щ и м с я
п р и м е н е н и е м о ч к о в . З а с т о й н ы й с о с о к з р и т е л ь н о г о н е р в а я в л я е т с я
с и м п т о м о м п о в ы ш е н и я в н у т р и ч е р е п н о г о д а в л е н и я и л и н а р у ш е н и я
в е н о з н о г о о т т о к а и з г л а з н и ц ы . П р и п р о г р е с с и р о в а н и и з а с т о й н ы х
я в л е н и й о с т р о т а з р е н и я п о н и ж а е т с я , м о ж е т н а с т у п и т ь с л е п о т а .
А т р о ф и я з р и т е л ь н о г о н е р в а м о ж е т б ы т ь п е р в и ч н о й ( п р и с п и н н о й
с у х о т к е , р а с с е я н н о м с к л е р о з е , т р а в м е з р и т е л ь н о г о н е р в а ) и л и
в т о р и ч н о й ( к а к и с х о д н е в р и т а и л и з а с т о й н о г о с о с к а ) ; н а б л ю д а е т с я
р е з к о е п о н и ж е н и е о с т р о т ы з р е н и я в п л о т ь д о п о л н о й с л е п о т ы , с у ж е н и е
I I I п а р а ч е р е п н о - м о з г о в ы х н е р в о в - г л а з о д в и г а т е л ь н ы й н е р в . ( n .
o c u l o m o t o r i u s ) . Ин н е р в и р у е т н а р у ж н ы е м ы ш ц ы г л а з а ( з а и с к л ю ч е н и е м
н а р у ж н о й п р я м о й и в е р х н е й к о с о й ) , м ы ш ц у , п о д н и м а ю щ у ю в е р х н е е
п р и с п о с а б л и в а т ь с я к б л и з к о м у и д а л ь н е м у в и д е н и ю . С и с т е м а I I I п а р ы
с о с т о и т и з д в у х н е й р о н о в . Ц е н т р а л ь н ы й п р е д с т а в л е н к л е т к а м и к о р ы
п р е ц е н т р а л ь н о й и з в и л и н ы , а к с о н ы к о т о р ы х в с о с т а в е к о р к о в о - я д е р н о г о
п у т и п о д х о д я т к я д р а м г л а з о д в и г а т е л ь н о г о н е р в а к а к с в о е й , т а к и
о с у щ е с т в л я е т с я с п о м о щ ь ю 5 я д е р д л я и н н е р в а ц и и п р а в о г о и л е в о г о
г л а з а . О н и р а с п о л о ж е н ы в н о ж к а х м о з г а н а у р о в н е в е р х н и х х о л м и к о в
к р ы ш и с р е д н е г о м о з г а и я в л я ю т с я п е р и ф е р и ч е с к и м и н е й р о н а м и
г л а з о д в и г а т е л ь н о г о н е р в а . О т д в у х к р у п н о к л е т о ч н ы х я д е р в о л о к н а
и д у т к н а р у ж н ы м м ы ш ц а м г л а з а н а с в о ю и ч а с т и ч н о п р о т и в о п о л о ж н у ю
с т о р о н у . В о л о к а н , и н н е р в и р у ю щ и е м ы ш ц у , п о д н и м а ю щ у ю в е р х н е е
в е к о , и д у т о т я д р а о д н о и м е н н о й и п р о т и в о п о л о ж н о й с т о р о н ы . О т д в у х
м е л к о к л е т о ч н ы х д о б а в о ч н ы х я д е р п а р а с и м п а т и ч е с к и е в о л о к н а
п р о т и в о п о л о ж н о й с т о р о н ы . Э т и м о б е с п е ч и в а е т с я с о д р у ж е с т в е н н а я
р е а к ц и я з р а ч к о в н а с в е т , а т а к ж е р е а к ц и я н а к о н в е р г е н ц и ю : с у ж е н и е
з р а ч к а п р и о д н о в р е м е н н о м с о к р а щ е н и и п р я м ы х в н у т р е н н и х м ы ш ц
я в л я ю щ е г о с я п а р а с и м п а т и ч е с к и м , в о л о к н а н а п р а в л я ю т с я к р е с н и ч н о й
м ы ш ц е , р е г у л и р у ю щ е й с т е п е н ь в ы п у к л о с т и х р у с т а л и к а . П р и в з г л я д е н а
п р е д м е т ы , р а с п о л о ж е н н ы е в б л и з и г л а з а , в ы п у к л о с т ь х р у с т а л и к а
у в е л и ч и в а е т с я и о д н о в р е м е н н о с у ж и в а е т с я з р а ч о к , ч т о о б е с п е ч и в а е т
н а р у ш а е т с я , ч е л о в е к т е р я е т в о з м о ж н о с т ь в и д е т ь ч е т к и е к о н т у р ы
г л а з о д в и г а т е л ь н о г о н е р в а н а ч и н а ю т с я и з к л е т о к у к а з а н н ы х в ы ш е я д е р
и в ы х о д я т и з н о ж е к м о з г а н а и х м е д и а л ь н о й п о в е р х н о с т и , з а т е м
п р о б о д а ю т т в е р д у ю м о з г о в у ю о б о л о ч к у и д а л е е с л е д у ю т в н а р у ж н о й
с т е н к е п е щ е р и с т о г о с и н у с а . И з ч е р е п а г л а з о д в и г а т е л ь н ы й н е р в
о б у с л о в л е н о п о р а ж е н и е м т о й и л и и н о й ч а с т и к р у п н о к л е т о ч н о г о я д р а ,
п а р а л и ч в с е х м ы ш ц г л а з а с в я з а н с п о р а ж е н и е м с а м о г о с т в о л а н е р в а .
В а ж н ы м к л и н и ч е с к и м п р и з н а к о м , п о м о г а ю щ и м о т л и ч а т ь п о р а ж е н и е
п о д н и м а ю щ е й в е р х н е е в е к о , и в н у т р е н н е й п р я м о й м ы ш ц ы г л а з а .
К л е т к и , о т к о т о р ы х и д у т в о л о к н а к м ы ш ц е , п о д н и м а ю щ е й , в е р х н е е
в е к о , р а с п о л о ж е н ы г л у б ж е о с т а л ь н ы х к л е т о к я д р а , а в о л о к н а , и д у щ и е к
э т о й м ы ш ц е в с а м о м н е р в е , р а с п о л о ж е н ы н а и б о л е е п о в е р х н о с т н о .
В о л о к н а и н н е р в и р у ю щ и е в н у т р е н н ю ю п р я м у ю м ы ш ц у г л а з а , и д у т в
с т в о л е п р о т и в о п о л о ж н о г о н е р в а . П о э т о м у п р и п о р а ж е н и и с т в о л а
и н н е р в и р у ю щ и е м ы ш ц у , п о д н и м а ю щ у ю в е р х н е е в е к о . Р а з в и в а е т с я
с л а б о с т ь э т о й м ы ш ц ы и л и п о л н ы й п а р а л и ч , и б о л ь н о й м о ж е т л и б о
т о л ь к о ч а с т и ч н о о т к р ы т ь г л а з и л и с о в с е м е г о н е о т к р ы в а е т . П р и
я д е р н о м п о р а ж е н и и м ы ш ц а , п о д н и м а ю щ а я в е р х н е е в е к о , п о р а ж а е т с я
о д н о й и з п о с л е д н и х . П р и п о р а ж е н и и я д р а « д р а м а з а к а н ч и в а е т с я
н а р у ж н ы е м ы ш ц ы н а с т о р о н е п о р а ж е н и я , з а и с к л ю ч е н и е м в н у т р е н н е й
п р я м о й , к о т о р а я и з о л и р о в а н н о в ы к л ю ч а е т с я н а п р о т и в о п о л о ж н о й
с т о р о н е . В р е з у л ь т а т е э т о г о г л а з н о е я б л о к о н а п р о т и в о п о л о ж н о й
с т о р о н е б у д е т п о в е р н у т о к н а р у ж и з а с ч е т н а р у ж н о й п р я м о й м ы ш ц е
л о к а л и з у е т с я в н о ж к е м о з г а , т о п р и э т о м н е р е д к о в п а т о л о г и ч е с к и й
п р о ц е с с в о в л е к а е т с я п и р а м и д н ы й п у т ь и в о л о к н а с п и н о т а л а м и ч е с к о г о
п у т и , в о з н и к а е т а л ь т е р н и р у ю щ и й с и н д р о м В е б е р а , т . е . п о р а ж е н и е I I I
п а р ы с о д н о й с т о р о н ы и г е м и п л е г и я н а п р о т и в о п о л о ж н о й с т о р о н е .
н е р в а , к а р т и н а н а р у ж н о й о ф т а л ь м о п л е г и и д о п о л н я ю т с я с и м п т о м а м и
с у ж и в а ю щ е й з р а ч о к , в о з н и к а е т р а с ш и р е н и е з р а ч к а ( м и д р и а з ) ,
н а р у ш а е т с я е г о р е а к ц и я н а с в е т и а к к о м о д а ц и ю . З р а ч к и и м е ю т р а з н у ю
р а с п о л а г а е т с я в м е з ж н о ж к о в о м п р о с т р а н с т в е , г д е о к у т ы в а е т с я м я г к и м и
м о з г о в ы м и о б о л о ч к а м и , п р и в о с п а л е н и и к о т о р ы х ч а с т о в о в л е к а е т с я в
п а т о л о г и ч е с к и й п р о ц е с с . О д н о й и з п е р в ы х п о р а ж а е т с я м ы ш ц а ,
п о д н и м а ю щ а я в е р х н е е в е к о , - р а з в и в а е т с я п т о з ( С а п и н , 1 9 9 8 ) .
Человеческий глаз способен видеть при освещении в несколько фотонов и при прямом солнечном свете. Он способен фокусироваться всего за треть секунды. Благодаря этому и за счет особенностей строения (о которых речь пойдет дальше) глаз считается одним из самых сложных органов организма. Что это? Результат эволюции или невероятное стечение обстоятельств? Попробуем разобраться в этом.
Эволюция органа зрения глазами Дарвина
Некоторые ученые считали идею эволюции органа зрения крайне абсурдной. Но так ли это на самом деле? Чарльз Дарвин предложил свое объяснение механизма эволюции. Он считал, что если орган зрения непрерывно изменяются, то эти изменения наследуются. А значит, сложнейший орган зрения мог быть создан в таком виде, каким мы его сейчас наблюдаем, путем естественного отбора. Он проанализировал строение органа зрения многих существ, а также показал изменения в структуре глаза — начиная с самых простых и заканчивая сложнейшими организмами.
Эволюция человеческого глаза началась более 500 000 000 лет назад. Именно тогда началось развитие светочувствительного пятна, состоящего из нескольких клеток у простейшего организма. Пятно помогало отличать свет от тьмы. И хотя оно не могло определять расстояние или изображение, но именно с него началось развитие глаза. В пользу эволюции говорит тот факт, что для того, чтобы пятно развивалось и со временем превратилось бы в пятно у планарии (плоского червя) или обычный глаз рыбы, потребовалось бы развитие множества компонентов и систем организма.
Для каждого из компонентов необходимо наличие протеинов (белков), которые выполняли бы особые функции. Эти функции должны закрепляться в ДНК существа. Существование подобных веществ означает, что во взаимодействие и процесс эволюции вовлекается система других протеинов или генов со своей функцией. Без них зрение невозможно.
Эволюция – на пути к совершенству
Человеческий глаз не претендует на совершенство хотя бы потому, что он не идеален. А значит, глаз – это результат эволюции. С другой стороны, то, что мы считает дефектом дизайна, на самом деле может оказаться весьма полезным. Какие же дефекты дизайна человеческого глаза мы знаем?
О сетчатке глаз различных животных
Самые развитые неперевернутые сетчатки глаза принадлежат головоногим – кальмару и осьминогу. Сетчатка осьминога содержит 20 000 000 клеток-фоторецепторов. Но и это не предел. У человека их 126 миллионов, а у птиц – в 10 раз больше.
Иначе дело обстоит с глазами птиц. Их сетчатка не имеет центральной ямки или пятна. Сетчатка осьминога также не имеет ямки, но у осьминога есть линейный централис. Этот орган формирует диапазон резкости вдоль сетчатки. Глаз осьминога имеет еще одну особенность. Используя статоцист (орган равновесия), глаз всегда поддерживает одну позицию относительно гравитационного поля Земли.
Энергозатраты на поддержание такого сложного органа весьма велики. Так, потребление кислорода сетчаткой глаза (из расчета на один грамм ткани) на 50 % больше, чем в печени, и на 600 % больше, чем в сердечной мышце (миокарда). Близость фоторецепторов к капиллярам и отсутствие на их пути нервов обеспечивает быструю поставку питательных веществ и выводит отходы.
Примеры
Происходит повышение остроты зрения по мере сужения наружного отверстия глаза. У моллюска наутилус глаз размером 1 сантиметр содержит миллионы клеток, но все равно улавливает мало света.
На определенном этапе эволюции появилось два органа зрения. Один позволял видеть мир в светлых красках. Другой позволял различать очертания предметов. Именно от второго и происходит человеческий орган зрения. Чуть позднее происходит формирование прозрачной пленки, которая защищает зрачок от загрязнения и меняет его способность преломления света. Так появляется первый хрусталик. Чем он больше – тем острее взор.
Глаз оказывается настолько совершенным органом, что природе понадобилось изобрести его дважды, отдельно для беспозвоночных и для позвоночных. Процесс развития тоже был различным. В случае с моллюсками глаз произошел из эпителия, а в случае с человеком – из эпителия (роговица и хрусталик) и нервной ткани (стекловидное тело и сетчатка). Есть также третий, фасеточный глаз. Он более сложный и состоит из множества омматидиев (отдельных глазков). Этим глазом обладают трилобиты, насекомые, ракообразные и некоторые беспозвоночные.
Один комментарий о “ Эволюция человеческого глаза ”
Очень интересная информация, оказалась весьма полезной. Никогда не задумалась как формируется зрение у животных. У самой нет проблем со зрением, но все же одеваю антиблики во время работы с компьютером или просмотра телевизора , а у мужа зрение очень плохое, думаем об операции, но пока с этим не спешим! Берегите зрение друзья!
Читайте также: