Интересно, что у женщин слезные протоки у́же, чем у мужчин. Это объясняет, почему их слезы чаще переливаются через край метафорической ванны. Парни анатомически устроены так, чтобы стерпеть и вернуть всю эту влагу обратно. Эмоциональные слезы также отличаются по составу от тех слез, которые выделяются для обычного смачивания глаз или при рефлекторном плаче. Такая эмоциональная разновидность, как слезы со всхлипыванием, содержит адренокортикотропный гормон (АКТГ) и пролактин. АКТГ является гормоном стресса, а пролактин по большей части связан со способностью самок млекопитающих производить молоко, хотя выполняет широкий спектр функций у обоих полов. Никто точно не знает, что эти гормоны делают в слезах, но не беспокойтесь, научные специалисты по морганию над этим работают.
Говоря об ученых, изучающих моргание, упомянем их недавнее открытие: мы моргаем гораздо чаще, чем это необходимо для того, чтобы просто увлажнить и очистить глаза[41]. Так зачем происходит избыточное моргание? Когда исследователи начали изучать частоту и время моргания, они обнаружили кое-что очень интересное – люди не моргают в случайное время. Например, во время чтения люди делают это чаще, когда достигают конца предложения. Во время разговора люди подсознательно подгоняют время моргания к паузе или перерыву. Идея состоит в том, что моргание каким-то образом помогает мозгу рассредоточиться. Оно может позволить нам как бы задернуть занавес за последней идеей или фрагментом разговора и сосредоточить внимание на том, что будет дальше.
Полный бачок стеклоомывателя не принесет особой пользы, если в автомобиле нет стеклоочистителей. Стеклоочистители глаз – это веки. Веки и жидкость, которой они протирают глаза, необходимы нам лишь потому, что мы больше не живем в воде, как наши предки. У большинства рыб нет век, поскольку, живя в воде, им не требуется моргать для сохранения влажности своих глаз. На самом деле они никогда и не закрывают глаза. Рыбам все же удается каждый день немного подремать – они попросту спят с открытыми глазами. Мы же закрываем наши зрительные органы во время сна только для того, чтобы они не пересыхали.
Веки впервые появились у земноводных. Даже если первые версии век были примитивными, земноводные были способны выкрутиться из этого положения, поскольку оставались возле воды. Самые ранние лягушки и саламандры могли просто прыгнуть или заползти обратно в воду, если чувствовали, что их глаза подсыхают. Чтобы отважные земноводные смогли полностью удалиться от воды, им требовались полностью сформированные веки или же иные, более творческие способы сохранения влажности глаз. Например, у большинства видов таких ящериц, как гекконы, нет век, и поэтому они не могут моргать. Вместо этого они регулярно облизывают глаза, чтобы сохранить их чистыми и влажными. Я не уверен, что такой вариант мне нравится больше, чем моргание 14 000 раз в день, но это довольно инновационное решение проблемы. Так что никогда не вступайте в состязание взглядов с гекконом, если вдруг возникнет такая возможность.
Любое обсуждение век животных должно включать мигательные перепонки, представляющие собой полупрозрачные или прозрачные веки, которые способны закрывать глаза для защиты, сохраняя при этом зрение. Имеющиеся у большинства наземных позвоночных (и некоторых рыб, например акул) мигательные перепонки, или третье веко, прикрывают глаза, пока их владелец добывает пищу. У хищников они защищают глаза от ударов добычи, а у травоядных – от царапин, наносимых травой и кустарниками, когда животные жуют растения, опустив голову. Приматы потеряли мигательные перепонки по непонятным до конца причинам (вероятно, из-за изменения в рационе питания). Но мы, однако, явно произошли от животных с мигательной перепонкой, потому что у нас есть розовые бугорки, которые являются остатками третьего века, видимого в уголках наших глаз у носа.
Большинство владельцев собак и кошек замечали третье веко. Иногда можно увидеть его, когда пушистый компаньон готовится всерьез вздремнуть. Эта особенность глаз домашнего питомца может быть видимой и после драки, в которой у него были повреждены один или оба глаза. Кошка или собака закрывает глаз после травмы третьим веком для его защиты на время восстановления. Третье веко также помогает кошкам и собакам во время драки. Оно действует, как защитные очки, позволяя животным бросаться в ближний бой, не беспокоясь о том, что им поцарапают глаза.
И, наконец, мигательные перепонки отлично справляются с сохранением влаги в глазах. Сохранение глаз влажными благодаря третьему веку также означает, что будет тратиться меньше времени на моргание во время охоты. Для совы или кошки моргание может означать разницу между успешной добычей обеда и голодом. Кроме всего прочего, мыши – существа быстрые и изворотливые. Одно мгновение, и их нет. Мигательные перепонки в том числе особенно полезны для таких животных, как верблюды, которым необходимо закрывать глаза, поскольку почти каждая частичка окружающей их среды достаточно мала, чтобы проникнуть внутрь и вызвать раздражение.
Чтобы нам не потерять здесь ход мысли, напомню, что вся цель этой главы – попытаться понять с эволюционной точки зрения, почему наши глаза работают не так хорошо, как мы могли бы надеяться. До сих пор мы рассматривали, как органы зрения позвоночных менялись со временем для работы в сухой среде после первоначальной эволюции в океане. В результате изображение получается не таким четким, как могло бы быть, и мы все время тормозим, увлажняя наши глаза каждый раз, когда хотим их открыть. Однако неидеальная четкость и зависимость от влаги – не единственные недостатки человеческого глаза. Поскольку дальше мы переведем взор на недостатки человеческого зрения в ночи и в различении цветов, сейчас самое время моргнуть, чтобы перезагрузить внимание.
Помимо того, что днем мы часто видим современный мир нечетко, с заходом солнца наши зрительные способности становятся совсем безнадежными. Когда свет попадает на сетчатку в задней части наших глаз, он может возбудить два разных типа клеток: палочки и колбочки. Работа у палочек проще, чем у колбочек: они распознают присутствие света (есть свет или нет света) и передают в мозг картину, интерпретируемую в черно-белом виде. Палочки – это клетки глаз, используемые в условиях низкой освещенности; они чувствительны ко всем длинам волн света в части электромагнитного спектра, считающейся видимым светом.
При облучении чрезмерно ярким светом палочки истощаются и становятся нефункциональными. Под воздействием мощного потока света образуемый палочками светочувствительный пигмент (родопсин) разрушается быстрее, чем ресинтезируется. При погружении в темноту палочкам требуется некоторое время для «перезарядки». Это объясняет, почему после входа в темную комнату наше ночное зрение вступает в действие спустя несколько минут. После перезарядки палочки полностью перенимают управление на себя, а колбочки отдыхают, пока свет не загорится вновь.
Ночные охотники испытали сильное селективное давление отбора в сторону увеличения плотности палочек, и в результате их глаза оказались заполнены именно палочками. Это увеличение произошло не за жизнь одного животного, но в течение многих поколений. Для ночных животных бо́льшая плотность палочек и улучшенное ночное зрение должны были способствовать более успешной охоте и, следовательно, большему количеству пищи. Большее количество пищи означало выживание большего числа потомков. Будучи потомками особей с прекрасным ночным зрением, выжившие детеныши должны были иметь сетчатку, заполненную палочками. Это совсем небольшой пример эволюции путем естественного отбора.
По мере увеличения плотности палочек плотность колбочек уменьшается (в сетчатке не так уж много места), но плохое цветовое зрение не имеет значения для ночных охотников, так как бо́льшую часть дня они спят в кустах. У людей на сетчатке глаза колбочкам отведено намного больше места, чем у животных, ведущих ночной образ жизни. Это дало нам удивительное цветовое зрение днем, но сделало нас слепыми, как летучая мышь, ночью. Однако даже это сравнение совершенно несправедливо по отношению к летучим мышам, поскольку они явно не слепы и могут использовать эхолокацию как дополнительный бонус. Поговорка должна быть такой – слеп, как человек ночью.
Есть еще одна причина, по которой наше ночное зрение заметно хуже, чем у многих других млекопитающих. Если, производя вскрытие бычьего глаза, мои студенты преодолевают сцену с разбрызгиванием жидкости, то одним из самых захватывающих аспектов анатомии является блестящая синяя мембрана, покрывающая заднюю часть глаза. Цвет ткани невероятно яркий; это похоже на расположенный за сетчаткой маленький кусочек Карибского моря. Подобный слой известен как тапетум люцидум (tapetum lucidum; в переводе с латинского – «яркий» или «сияющий» гобелен). Он действительно чем-то похож на красивый гобелен, но его функция ближе к функции зеркала. Часть света, попадающего на сетчатку, минует светочувствительные пигменты. Если тапетум люцидум отсутствует, любой свет, способный пройти сквозь сетчатку без стимуляции клеток, не сможет генерировать сигнал. Слои тапетума отражают оставшийся свет обратно к сетчатке, давая ему второй шанс стимулировать палочки и колбочки. У человека нет этих слоев, поэтому у света есть только один шанс сгенерировать сигнал.
У животных с ярким тапетумом части вторичного света удается снова пройти сквозь сетчатку, после чего отраженный свет выходит обратно из передней части глаза и приводит к явлению свечения глаз, распространенному у многих млекопитающих. Даже при ярком освещении глаза у человека не блестят, как у опоссума, кошки или енота. Из-за того, что тапетум люцидум отсутствует у человека, яркий свет отражается от множества кровеносных сосудов в задней части глаза, что приводит к эффекту красных глаз, часто наблюдаемому при фотографировании со вспышкой. Камеры с функцией защиты от красных глаз используют короткую вспышку света перед настоящей вспышкой, чтобы сузить радужную оболочку и сделать зрачки маленькими для ограничения количества света от настоящей вспышки, достигающего задней части глаза.