Как устроена палочка, какие процессы происходят в ней под действием света?
Электронный микроскоп открыл перед исследователями удивительную архитектуру этих вытянутых в длину светочувствительных клеток. Наружная половинка палочки похожа на цилиндр, образованный стопкой наложенных друг на друга дисков. А каждый диск состоит из нескольких слоев различных молекул. Самый верхний — слой молекул особого розового белка, которому дали название зрительный пурпур, или родопсин, что означает розовый белок.
Биохимикам удалось выделить из сетчатки зрительный пурпур. Но как только пробирка, в которой он находился, оказывалась на свету, зрительный пигмент в течение одной-двух минут выцветал, разрушался, становился сначала желтым, а потом белым.
Молекула зрительного пурпура состоит из двух частей: большей — белка и меньшей — красителя. Если вообразить, что белок — «замок», то «ключ» к нему — краситель, который окрашивает всю молекулу зрительного пурпура в розовый цвет. В тридцатых годах сенсацией в биохимии и физиологии зрения было открытие химической природы этого «ключа». Им оказался витамин А, вернее, не он сам, а одна из его химически измененных форм — так называемый альдегид витамина А, или ретиналь.
Что же происходит с молекулой зрительного пурпура, когда она поглощает квант света? Ответ ученые получили сравнительно недавно: свет нужен, чтобы повернуть «ключ» — ретиналь — в «замке» — белке, в результате происходит изменение положения ретиналя и белка. Молекула зрительного пурпура разрушается, «ключ» и «замок» отделяются друг от друга, зрительный пигмент в сетчатке выцветает.
Чем больше попадает в глаз света, тем больше молекул зрительного пигмента разрушается. Но в глазу одновременно с распадом идет восстановление, строительство зрительного пурпура: витамин А поступает в сетчатку, и снова «ключ» — альдегид витамина А — пригоняется к «замку» — белку. Если бы этого не было, то, взглянув один раз на яркий солнечный мир и израсходовав весь запас зрительного пигмента, мы бы ослепли.
Вот почему в солнечный день надо надевать темные очки. От слишком яркого света распадается слишком много зрительного пигмента, и восстановление его может не успеть за разрушением.
Нарушение сложного биохимического механизма восстановления зрительного пурпура — причина многих глазных болезней. Если, например, витамина А из крови в сетчатку поступает недостаточно, зрительный пурпур восстанавливается медленно, высокочувствительные к свету палочки работают плохо или вообще выключаются, и наступает куриная слепота — человек перестает видеть в сумерках.
Большинство ученых считает, что палочки гораздо чувствительнее к свету, чем колбочки. Поэтому в сумерках, когда света мало, колбочки выключаются, а работают палочки. Зрительный пурпур лучше всего поглощает зеленые лучи солнечного спектра, а красные почти совсем не «чувствует». Естественно, что вечером палочки «не видят» красный мак, а голубой василек воспринимают. В сетчатке ночных животных и птиц, глаза которых приспособлены к слабому свету, содержатся только палочки. А у дневных, например, у кур, наоборот, в сетчатке палочек нет — одни колбочки. В сумерках они почти ничего не видят. В народе плохое зрение в темноте не зря называется куриной слепотой.
Итак, задача палочек — почувствовать свет, даже самый слабый. Задача колбочек сложнее. Они воспринимают голубизну морской волны и зарево заката, золото осеннего леса и палитру Левитана.
Проблема цветного зрения — одна из самых сложных в физиологии. Совсем недавно ученые обнаружили, что в сетчатке человека, а также обезьяны и некоторых других животных, обладающих цветным зрением, три вида колбочек. По внешнему виду эти клетки не отличаются друг от друга, но, как показали экспериментальные исследования, разные колбочки по-разному поглощают цвета солнечного спектра. Одни лучше всего чувствуют красный, другие — зеленый, третьи — синий.
Получила блестящее подтверждение старая, классическая трехкомпонентная теория цветного зрения. Эта теория, переходящая из учебника в учебник, гласит: все краски мира мы воспринимаем как комбинацию трех первичных цветов: красного, зеленого, синего. А если это так, то, следовательно, должны были бы существовать колбочки трех видов — так предполагала теория. Понадобилось столетие, революция в экспериментальном арсенале биолога, чтобы выяснить, какой цвет та или иная колбочка воспринимает лучше всего. И вот ответ: все колбочки распределяются по трем группам — синие, зеленые, красные.
Следовательно, зрительные клетки воспринимают три основных цвета, затем в самой сетчатке и в мозгу происходит сложнейшая обработка полученной информации, и в результате рождается ощущение цвета с самыми различными его оттенками. Если же какая-то одна группа колбочек выключается, человек перестает воспринимать какой-то определенный цвет. Это отклонение от нормы, называемое дальтонизмом, может передаваться по наследству. Но иногда оно развивается у людей, перенесших различные заболевания глаз.
Многоплодная беременность
Член-корреспондент Академии медицинских наук СССР Е. Ф. Давиденкова,
кандидат медицинских наук И. В. Бутомо
Близнецы… Рождение сразу нескольких детей всегда вызывало интерес, удивление, даже страх. О близнецах создавали мифы, легенды, сказки, предания. Наиболее известны близнецы Аполлон и Артемида — божества Солнца и Луны. Другая пара — братья Диоскуры прославились как покровители мореплавателей. Легенда говорит, что позже они стали в небе созвездием Близнецы. В древности Диоскуров изображали в виде юношей, укрощающих коней; копии этих статуй установлены на площади Декабристов в Ленинграде. Не менее известны и легендарные основатели Рима — близнецы Ромул и Рем, вскормленные, как гласит предание, молоком волчицы.
Особенно поражало людей сходство близнецов. Это даже служило темой для многих литературных произведений. Правда, еще в древнейших сказаниях говорилось о том, что близнецы не всегда похожи друг на друга, даже если они и одного пола.
На протяжении многих веков ученые пытались понять и изучить процесс возникновения близнецов. Еще в V веке до нашей эры известные философы Эмпедокл и Демокрит, а позже и Гиппократ объясняли рождение сразу нескольких детей «избытком семени» — вещества, из которого, по их представлениям, образуется зародыш. Более научными были воззрения Аристотеля. Он отмечал связь многоплодия у кур с различными аномалиями и говорил, что есть аналогия между возникновением врожденных уродств и рождением близнецов.
В средние века господствовали самые нелепые взгляды на причины появления близнецов. Считалось, что женщина, родившая сразу нескольких детей, или была в сговоре с дьяволом, или имела не одного, а нескольких мужей. Поэтому таких женщин жестоко преследовали и даже предавали смерти. Но уже в середине XVII столетия английский врач В. Гарвей в своей книге «Зарождение животных» подтверждает правильность взглядов Аристотеля.
В XVIII веке интерес к различным аномалиям и уродствам значительно возрос. В Петербурге по указу Петра I в Кунсткамере стали собирать всевозможных уродов, среди которых были и сросшиеся близнецы. В России изучением таких уродств занимались академик К. Ф. Вольф и известный эмбриолог К. М. Бэр. Они оба считали, что появление сросшихся близнецов — результат раздвоения одного эмбриона. Наоборот, французские ученые отец и сын Сент-Илер полагали, что в таких случаях происходит слияние двух зародышей тождественными частями: голова с головой, позвоночник с позвоночником и т. д.
Еще во второй половине прошлого столетия ученые обнаружили, что у развивающихся зародышей близнецов не всегда одинаковое строение зародышевых оболочек. Это навело на мысль о существовании не одного, а двух типов близнецов. Но лишь спустя полвека, то есть в двадцатые годы нашего столетия, наука обогатилась надежным методом, позволяющим с большой точностью устанавливать принадлежность родившихся детей к тому или иному типу.
Современная наука различает два основных типа близнецов: разнояйцевые и однояйцевые. Первые встречаются примерно раза в три чаще, чем вторые. Какая же между ними разница?