Посмотри мне в глаза: как строится наше зрение

Зрение основано на восприятии световых лучей. Живые существа могут делать это по-разному. Даже растения способны улавливать свет: они поворачиваются к солнцу, растут, изгибаясь в сторону света. Это называется фототропизмом. На кончиках растений есть клетки, чувствительные к свету. Они воспринимают синие лучи и передают сигналы другим клеткам. В результате в клетках, находящихся в тени, начинает вырабатываться гормон роста – ауксин, они удлиняются, и стебли наклоняются в сторону солнца.

Миллионы разных глаз

Даже у одноклеточных организмов есть светочувствительные пятна – стигмы. Например, эвглены с помощью стигм находят более светлое место, чтобы фотосинтез проходил лучше, и плывут в ту сторону. Это явление называется фототаксис.

Если говорить о многоклеточных животных, то даже у простейших гидр есть рецепторные клетки. Чаще всего они не различают цвета, а лишь отделяют свет от темноты. Таким образом, дождевой червь чувствует, что над ним прошла лопата, и старается уползти в сторону.

Членистоногие и насекомые обладают сложными фасеточными глазами, состоящими из множества частей. В этом случае общее изображение складывается из тысяч маленьких глазков. Насекомые способны видеть поляризованный свет (колеблющийся не во всех направлениях, а в определенной плоскости). Пчелы, ориентируясь на поляризованные солнечные лучи, с помощью танца объясняют своим сородичам, где находится цветущее поле. Короче говоря, у каждого живого существа свое уникальное, ни на что не похожее зрение!

А как видим мы? 

Теперь перейдем к человеческому глазу. Его общее строение похоже на строение глаз других позвоночных животных.  

У глаза есть три основные оболочки. Снаружи его защищает белковая оболочка, состоящая из плотной соединительной ткани. Ее передняя часть прозрачная и образует выпуклую роговицу. Роговица помогает фокусировать лучи в одной точке. 

Вторая оболочка состоит из кровеносных сосудов и называется сосудистой оболочкой. Она обеспечивает глаз питательными веществами. Поскольку многие части глаза прозрачны, питательные вещества поступают к ним не напрямую через кровеносные сосуды, а путём диффузии из специальной глазной жидкости. В противном случае кровеносные сосуды мешали бы нашему зрению. Передняя часть этой оболочки образует радужку. Пигменты меланин и липофусцин придают ей цвет. Меланин защищает глаза от ультрафиолетовых лучей. Чем больше меланина, тем темнее цвет глаз. Если его нет – глаза голубые.

У некоторых древних людей произошла мутация в генах, из-за которой ген, отвечающий за выработку меланина, перестал работать. Этот ген является рецессивным. Людей с доминантным геном, отвечающим за карие глаза, гораздо больше, и вероятность рождения голубоглазого ребенка у таких людей мала (0-25%). А у голубоглазых родителей вероятность рождения кареглазого ребенка вообще отсутствует.

Почему мы видим?

В центре радужной оболочки находится отверстие – зрачок. Диаметр этого отверстия и количество света, проникающего через него, регулируются специальными круговыми мышцами. Почему зрачок черного цвета? Задумайтесь на минуту. Ведь в нем нет никаких красителей или пигментов, которые могли бы придать ему цвет.

Внутренний слой – это сетчатка. Здесь расположены рецепторы, которые воспринимают свет и преобразуют его в нервные импульсы – палочки и колбочки. Палочки (110-120 миллионов) отвечают за зрение в темноте, а колбочки (6-7 миллионов) – за зрение при свете. В темноте возможно только чёрно-белое зрение. Кроме того, палочки «активируются» медленнее в темноте. Мы называем это «привыканием глаз». На сетчатке есть область, где колбочки сконцентрированы больше всего – это «желтое пятно». В этом месте зрение наиболее острое. А вот в месте выхода зрительного нерва рецепторов вообще нет, эта область называется «слепым пятном». Поскольку наши глаза постоянно находятся в движении, мы не замечаем его существования. А вы попробуйте найти его!

«Опыт Мариотта»

Закройте левый глаз. Смотрите правым глазом прямо на знак «плюс». На определённом расстоянии черный круг исчезнет. За зрачком находятся камеры с жидкостью и хрусталик. Этот важнейший орган с помощью специальных мышц изменяет свою выпуклость, чтобы фокусироваться на ближних и дальних объектах. Внутри глазного яблока находится стекловидное тело — прозрачное, студенистое вещество.

Веки, ресницы, брови и слёзные железы защищают глаз от различных повреждений и пыли. Внутренняя часть век и передняя поверхность глаза покрыты прозрачным влажным слоем — конъюнктивой, которая защищает и увлажняет их.

Распространенные заболевания, связанные со зрением 

Близорукость – плохое зрение вдали. Лучи фокусируются до того, как достигнут сетчатки. Это врожденное заболевание, связанное с удлиненной формой глазного яблока. Может также развиваться из-за потери гибкости хрусталика и его выпуклости. Врачи советуют людям с близорукостью носить очки с вогнутыми линзами.

Дальнозоркость – плохое зрение вблизи. Лучи фокусируются за сетчаткой. Возникает из-за короткого глазного яблока и чрезмерной плоскости хрусталика. В этом случае носят очки с выпуклыми стеклами.

Ячмень – воспаление сальных желез или волосяного фолликула на краю века. Возникает из-за бактерии под названием золотистый стафилококк.

Конъюнктивит – воспаление конъюнктивы. Причины могут быть разными: аллергия, вирусы, бактерии и другие заболевания. Глаз краснеет, отекает, слезится и чешется.

Катаракта – помутнение хрусталика. Чаще развивается у пожилых людей. Единственный способ лечения на сегодняшний день – хирургическая замена хрусталика.

Астигматизм – неправильное преломление света на сетчатке из-за неровной поверхности роговицы. Человек видит частично четко, частично размыто.

Берегите ваши глаза! Для этого нужно правильно питаться (особенно не забывать о витамине А), больше гулять на свежем воздухе, давать глазам достаточно отдыха, не читать в транспорте и в сумерках. Пусть красота мира открывается вам в полной мере!

Автор: Дина Абдуллина 

Автор коллажей: Раиль Набиуллин