Для чего служит «третий» глаз

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Еще в XVII веке французский философ Рене Декарт заинтересовался органом, помещающимся в самом центре черепной коробки человека. Отмечая, что большинство мозговых образований — органы парные, симметрично расположенные в правом и левом полушариях, Рене Декарт сделал заключение, что именно здесь душа и тело должны вступать в общение друг с другом и что этот орган — эпифиз — является местопребыванием души. Позже, в XVIII веке, французский физиолог Мажанди предположил, что эта маленькая железа служит клапаном между третьим желудочком и сильвиевым водопроводом мозга и регулирует циркуляцию спинномозговой жидкости. Обе эти гипотезы в равной мере фантастичны. И, тем не менее, они показывают, что в течение многих веков роль эпифиза в человеческом организме интересовала и озадачивала ученых.

Если функции почти всех желез человеческого организма в настоящее время изучены довольно хорошо, то эпифиз по-прежнему составляет исключение и во многих отношениях продолжает оставаться загадкой для биологов и палеонтологов.

Эпифиз — верхний мозговой придаток — орган, имеющийся у всех позвоночных животных и у человека. Вес эпифиза взрослого человека равен 100 — 200 миллиграммам.

По форме он напоминает сосновую шишку (конечно, он много меньше ее), это более или менее правильный конус, основание которого направлено вперед. Отсюда второе название эпифиза — шишковидная (или пинеальная, от латинского слова pinea — сосновая шишка) железа.

Расположена шишковидная железа под утолщением мозолистого тела, в борозде между верхними буграми четверохолмия. У человека эпифиз связан с мозгом «ножками» — нервными пучками, отходящими от основания железы. Их всего шесть — по три с каждой стороны. «Ножки» проникают в так называемый зрительный бугор, никакого отношения к зрительной функции не имеющий.

С позапрошлого столетия началось гистологическое изучение эпифиза. И вот оказалось, что многие черты этой железы позволяют считать ее атрофированным органом зрения. Действительно, здесь можно различить все основные образования, характерные для нормального глаза: хрусталик, стекловидное тело и даже подобие сетчатки. Вокруг этой атрофированной сетчатки расположен остаток сосудистой оболочки; наконец, здесь имеется нерв, имитирующий оптический.

Особенно поразительно похожа на глаз шишковидная железа некоторых представителей пресмыкающихся. Если вскрыть тонкую пленку, покрывающую теменные кости ящерицы, можно увидеть нечто вроде маленького пузырька. Это вздутие представляет собой окончание ствола, идущего от собственно эпифиза. Именно это образование у ящериц обладает всеми элементами, присущими глазу.

У большинства ящериц, а также у варанов в середине верхней части черепа имеется особая чешуйка, обычно более или менее заметно пигментированная. У игуан она прозрачная и напоминает роговицу. Под этой, чешуйкой и расположен эпифизарный аппарат — «третий глаз», название вполне обоснованное, по крайней мере, для игуан.

Существует и животное, у которого «третий глаз» активно функционирует. Это гаттерия, или сфенодон — новозеландская ящерица с очень примитивной организацией. Ее называют иногда «живым ископаемым», и ее действительно можно считать последним представителем рептилий пермского периода палеозойской эры (225—185 миллионов лет назад). На черепе сфенодона под тонкой, почти прозрачной пленкой, в маленькой глазной орбите — теменном отверстии,— находится самый настоящий теменной глаз. Этот глаз у гаттерий может видеть, хотя и очень слабо: форму и цвет он не воспринимает, но различает свет и темноту.

Интересно было бы выяснить: какова была роль теменного глаза у предков этих животных? Был ли он развит у них в еще большей степени? Существовали ли в какой-нибудь палеонтологический период животные со всеми тремя нормально развитыми глазами?

Историю и эволюцию третьего глаза у позвоночных животных древних геологических эпох могут нам поведать черепа ископаемых животных. В мезозойскую эру (около 150 миллионов лет назад), как известно, континенты были населены гигантскими ящерами, изображения которых не раз приводили каждого из нас в изумление. Изучая черепа этих ископаемых животных, палеонтологи с удивлением обнаруживали на некоторых из них не две глазные впадины, как это, естественно, можно было бы ожидать, а три. Две впадины обычного размера, по всей видимости, были предназначены для двух симметрично расположенных обычных глаз. Относительно же значения и происхождения третьей впадины, несколько меньшего размера, ученые терялись в догадках.

Дальнейшее изучение показало, что лишняя глазная впадина особенно часто встречается в черепах пресмыкающихся, ведущих земноводный образ жизни. По-видимому, теменное отверстие существовало у рептилий всегда, и его нельзя рассматривать как вторичное образование. Это характерная черта стегоцефалов — ископаемых форм нижнедевонского периода и верхнего триаса.

Если учесть, что практически теменной глаз сохранился до наших дней, то можно предположить, что в свое время он играл достаточно важную роль. Принято считать, что органы, лишенные жизненно важного значения, довольно быстро дегенерируют, атрофируются и теряют значение.

Какова же была роль третьего глаза? Есть предположение, что он мог служить своего рода «сторожем». Ведь его обладатели — это огромные малоподвижные ящеры, как правило, земноводные. Такое дополнительное средство наблюдения до некоторой степени возмещало недостаточную подвижность этих гигантов. Внимательное изучение черепов этих животных показывает, что орбита третьего глаза всегда расположена на вершине черепной коробки. Это значит, что при полном погружении животного в воду теменной глаз оставался снаружи, позволяя ящеру следить за всем происходящим вокруг.

Обладатель третьего глаза мог, спрятавшись в воде, следить за маневрами врагов или подстерегать добычу, как это делают современные крокодилы и кайманы. Каким же образом мозг этих существ мог осуществлять координацию трех различных изображений? При современном состоянии знаний мы не можем ответить на этот вопрос.

Исчезновение у современных млекопитающих теменного отверстия поставило еще один очень интересный вопрос. Казалось бы, что должен был постепенно исчезнуть и сам эпифиз. Почему же этого не случилось?

Довольно легко понять значение этого органа у животных, снабженных третьей глазницей. Но для чего может служить эпифиз у млекопитающих? Может быть, он получил какие-то новые функции? Точного ответа на эти вопросы пока нет. Одна из основных причин, затрудняющих их решение,— сложность постановки эксперимента.

Обычно, чтобы изучить роль какого-либо органа, его удаляют и наблюдают за тем, к каким изменениям в организме это привело. Но удаление эпифиза — операция очень тонкая и всегда чревата осложнениями для подопытного животного. Поэтому ученым удалось пока установить лишь некоторые общие свойства этого органа.

Итальянский ученый Фоа в течение многих лет проводил эксперименты по удалению эпифиза у цыплят. Через некоторое время после операции у оперированных цыплят можно было наблюдать гораздо более быстрое развитие вторичных половых признаков (гребень, шпоры, голос) по сравнению с контрольной группой животных.

Другие исследователи проводили аналогичные операции на крысах. У выживших после операции животных обнаруживалось увеличение длины тела (у самцов — на 8,3%, у самок — на 7,8%).

Вторая серия экспериментов имела противоположный характер, эпифиз не удаляли, а подсаживали целиком или частично. Профессор Кальве в течение восьми дней вводил неполовозрелым белым крысам экстракты лошадиных эпифизов. Развитие половых желез несколько задерживалось. Затем он пересаживал крысам под кожу кусочек ткани эпифиза лошади. Результат эксперимента: контрольные животные весили гораздо больше, чем оперированные.

Свой вклад в изучение этого органа внесли и медики. У детей, страдающих опухолями эпифиза, было отмечено преждевременное развитие половых органов, аналогичное тому, которое наблюдалось в описанных выше опытах.

Таким образом, можно предположить, что шишковидная железа вырабатывает гормональное вещество, тормозящее действие половых гормонов. Однако исчерпывающий ответ на все эти вопросы могут дать лишь дальнейшие исследования.

Автор: Патрик Браун, перевод с английского.