The evolution of the human eye - Joshua Harvey

Эволюция человеческого глаза — Джошуа Харви

Переводчик: Alex Stavrovich Редактор: Madina Juarez

The human eye is an amazing mechanism,

Глаз человека — удивительный механизм,

able to detect anywhere from a few photons to direct sunlight,

способный уловить как несколько фотонов, так и поток солнечного света

or switch focus from the screen in front of you

или перевести фокус с экрана монитора перед вами

to the distant horizon in a third of a second.

на далёкий горизонт за треть секунды.

In fact, the structures required for such incredible flexibility

На самом деле, структура, нужная для такой невероятной гибкости,

were once considered so complex

когда-то считалась настолько сложной,

that Charles Darwin himself acknowledged that the idea of there having evolved

что сам Чарльз Дарвин признал идею эволюционного развития глаз

seemed absurd in the highest possible degree.

в высшей степени абсурдной.

And yet, that is exactly what happened, starting more than 500 million years ago.

И всё же 500 миллионов лет назад произошло именно это.

The story of the human eye begins with a simple light spot,

История человеческого глаза началась с единственной фоточувствительной клетки,

such as the one found in single-celled organisms,

подобной найденным в одноклеточных организмах,

like euglena.

таких как эвглена.

This is a cluster of light-sensitive proteins

Это кластер светочувствительных протеинов,

linked to the organism's flagellum,

соединённых со жгутиком организма.

activating when it finds light and, therefore, food.

Он включается, когда находит свет и, как следствие, еду.

A more complex version of this light spot can be found in the flat worm, planaria.

Более сложную версию этой клетки можно найти у плоского червя — планарии.

Being cupped, rather than flat,

Будучи скорее чашевидной, нежели плоской,

enables it to better sense the direction of the incoming light.

эта клетка может чувствовать направление источника света.

Among its other uses,

Среди прочих преимуществ,

this ability allows an organism to seek out shade and hide from predators.

это дает червю возможность искать тень, чтобы прятаться от хищников.

Over the millenia,

За миллионы лет

as such light cups grew deeper in some organisms,

у некоторых животных эти чаши стали глубже,

the opening at the front grew smaller.

а отверстие в передней части уменьшилось.

The result was a pinhole effect, which increased resolution dramatically,

В результате появился эффект обскуры, который сильно увеличил разрешение

reducing distortion by only allowing a thin beam of light into the eye.

и уменьшил искажение, пропуская лишь тонкий лучик света внутрь глаза.

The nautilus, an ancestor of the octopus,

Наутилус, предок современного осьминога,

uses this pinhole eye for improved resolution and directional sensing.

использовал этот эффект, чтобы усилить зрение и чувство направления.

Although the pinhole eye allows for simple images,

Хотя такое строение глаза и позволяет получать простые изображения,

the key step towards the eye as we know it is a lens.

по-настоящему сделать глаза такими, какими их знаем мы, может лишь линза.

This is thought to have evolved

Считается, что линзы развились

through transparent cells covering the opening to prevent infection,

из прозрачных клеток, защищавших отверстие глаза от инфекции.

allowing the inside of the eye to fill with fluid

Это позволило заполнить внутреннюю полость глаза жидкостью,

that optimizes light sensitivity and processing.

которая управляет чувствительностью к свету и обработкой изображения.

Crystalline proteins forming at the surface

Сформировавшиеся у поверхности кристаллические белки

created a structure that proved useful

создали очень эффективную структуру,

in focusing light at a single point on the retina.

позволяющую фокусировать свет на сетчатке в единой точке.

It is this lens that is the key to the eye's adaptability,

Именно эта линза служит ключом к высокой адаптивности глаза,

changing its curvature to adapt to near and far vision.

её искривление позволяет изменять дальность фокусировки.

This structure of the pinhole camera with a lens

Такая структура как у камеры обскура, да ещё и с линзой,

served as the basis for what would eventually evolve into the human eye.

послужила основой для будущего глаза человека.

Further refinements would include a colored ring, called the iris,

Последующие улучшения включали в себя цветное кольцо, радужку,

that controls the amount of light entering the eye,

которая контролирует количество света, попадающего в глаз,

a tough white outer layer, known as the sclera,

жёсткий внешний слой белого цвета, известный как склера,

to maintain its structure,

который поддерживает всю структуру глаза,

and tear glands that secrete a protective film.

а также слёзные железы, которые секретируют защитную плёнку.

But equally important

Однако столь же значимой

was the accompanying evolution of the brain,

была сопутствовавшая эволюция мозга,

with its expansion of the visual cortex

в ходе которой развилась зрительная кора,

to process the sharper and more colorful images it was receiving.

позволившая получать более резкое и насыщенное изображение.

We now know that far from being an ideal masterpiece of design,

Нам известно, что будучи ещё далёкими от совершенства,

our eye bares traces of its step by step evolution.

наши глаза хранят в себе свидетельства своей поэтапной эволюции.

For example, the human retina is inverted,

Например, сетчатка человека перевёрнута,

with light-detecting cells facing away from the eye opening.

её светочувствительные клетки смотрят в сторону, обратную отверстию зрачка.

This results in a blind spot,

В результате появляется слепое пятно,

where the optic nerve must pierce the retina

в котором зрительный нерв должен пройти сквозь сетчатку,

to reach the photosensitive layer in the back.

чтобы достичь светочувствительного заднего слоя.

The similar looking eyes of cephalopods,

На первый взгляд похожие глаза головоногих,

which evolved independently,

которые развивались независимо,

have a front-facing retina, allowing them to see without a blind spot.

имеют сетчатку, направленную вперёд, что позволяет им исключить слепое пятно.

Other creatures' eyes display different adaptations.

У других животных глаза имеют иные адаптивные особенности.

Anableps, the so called four-eyed fish,

К примеру, так называемые рыбы-четырёхглазки

have eyes divided in two sections for looking above and under water,

имеют разделённые на две секции глаза, позволяющие смотреть над и под водой.

perfect for spotting both predators and prey.

Это идеально для наблюдения за хищниками и добычей одновременно.

Cats, classically nighttime hunters, have evolved with a reflective layer

Кошки, преимущественно охотящиеся ночью, развили отражающий слой,

maximizing the amount of light the eye can detect,

максимизирующий количество света, попадающего в глаза,

granting them excellent night vision, as well as their signature glow.

что дало им отличное ночное зрение, а также фирменные светящиеся глаза.

These are just a few examples of the huge diversity of eyes in the animal kingdom.

И это лишь несколько примеров огромного разнообразия глаз в животном царстве.

So if you could design an eye, would you do it any differently?

Итак, если бы вы могли создать глаза, сделали бы вы их иными?

This question isn't as strange as it might sound.

Этот вопрос не так необычен, как может показаться.

Today, doctors and scientists are looking at different eye structures

Сейчас врачи и учёные исследуют разные строения глаз,

to help design biomechanical implants for the vision impaired.

чтобы создать биомеханические импланты для слабовидящих людей.

And in the not so distant future,

И в не таком уж далёком будущем

the machines built with the precision and flexibilty of the human eye

машины, обладающие точностью и гибкостью человеческого глаза,

may even enable it to surpass its own evolution.

вполне могут получить зрение намного совершеннее нашего.