Для чого служить «третє» око
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Ще у XVII столітті французький філософ Рене Декарт зацікавився органом, що поміщається в самому центрі черепної коробки людини. Відзначаючи, що більшість мозкових утворень — парні органи, симетрично розташовані у правій та лівій півкулях, Рене Декарт зробив висновок, що саме тут душа і тіло повинні вступати в спілкування один з одним і що цей орган — епіфіз — є місцеперебуванням душі. Пізніше, у XVIII столітті, французький фізіолог Мажанді припустив, що ця маленька залоза служить клапаном між третім шлуночком і сильвієвим водопроводом мозку і регулює циркуляцію спинномозкової рідини. Обидві ці гіпотези в рівній мірі фантастичні. І, тим не менш, вони показують, що протягом багатьох століть роль епіфіза в людському організмі цікавила і спантеличувала вчених.
Якщо функція майже всіх залоз людського організму в даний час вивчена досить добре, то епіфіз як і раніше становить виняток і у багатьох відносинах продовжує залишатися загадкою для біологів і палеонтологів.
Епіфіз — верхній мозковий придаток — орган, наявний у всіх хребетних тварин і у людини. Вага епіфіза дорослої людини дорівнює 100 — 200 міліграм.
За формою він нагадує соснову шишку (звичайно, він багато менше її), це більш або менш правильний конус, основа якого направлено вперед. Звідси друга назва епіфіза — шишковидна (або пінеальна, від латинського слова pinea — соснова шишка) залоза.
Розташована шишковидна залоза під потовщенням мозолистого тіла, у борозні між верхніми горбами четверопагорбу. У людини епіфіз пов’язаний з мозком «ніжками» — нервовими пучками, що відходять від основи залози. Їх всього шість — по три з кожної сторони. «Ніжки» проникають у так званий зоровий бугор, що ніякого відношення до зорової функції не має.
З позаминулого століття почалося гістологічне вивчення епіфіза. І ось виявилося, що багато рис цієї залози дозволяють вважати її атрофованим органом зору. Дійсно, тут можна розрізнити всі основні утворення, характерні для нормального ока: кришталик, скловидне тіло і навіть подібність сітківки. Навколо цієї атрофованої сітківки розташований залишок судинної оболонки; нарешті, тут є нерв, що імітує оптичний.
Особливо разюче схожа на око шишкоподібна залоза деяких представників плазунів. Якщо розкрити тонку плівку, що покриває тім’яні кістки ящірки, можна побачити щось на кшталт маленької бульбашки. Це здуття являє собою закінчення стовбура, що йде від власне епіфіза. Саме це утворення у ящірок володіє всіма елементами, притаманними оку.
У більшості ящірок, а також у варанів в середині верхньої частини черепа є особлива лусочка, зазвичай більш або менш помітно пігментована. У ігуан вона прозора і нагадує рогівку. Під цією, лусочкою і розташований епіфізарний апарат — «третє око», назва цілком обґрунтованп, принаймні, для ігуан.
Існує і тварина, у якої «третє око» активно функціонує. Це гатерія, або сфенодон — новозеландська ящірка з дуже примітивною організацією. Її іноді називають «живим викопним», і її справді можна вважати останнім представником рептилій пермського періоду палеозойської ери (225-185 мільйонів років тому). На черепі сфенодона під тонкою, майже прозорою плівкою, в маленькій очній орбіті — тім’яному отворі,— знаходиться справжнє тім’яне око. Це око у гаттерій може бачити, хоча і дуже слабо: форму і колір воно не сприймає, але розрізняє світло і темряву.
Цікаво було б з’ясувати: яка була роль тім’яного ока предків цих тварин? Чи було воно розвинене у них ще більшою мірою? Чи існували в який-небудь палеонтологічний період тварини з усіма трьома нормально розвиненими очима?
Історію та еволюцію третього ока у хребетних тварин давніх геологічних епох можуть нам розповісти черепа викопних тварин. У мезозойську еру (близько 150 мільйонів років тому), як відомо, континенти були населені гігантськими ящерами, зображення яких не раз приводили кожного з нас подив. Вивчаючи черепа цих викопних тварин, палеонтологи з подивом виявляли на деяких з них не дві очні западини, як це, природно, можна було б очікувати, а три. Дві западини звичайного розміру, по всій видимості, були призначені для двох симетрично розташованих звичайних очей. Стосовно ж значення і походження третьої западини, трохи меншого розміру, вчені губилися в здогадах.
Подальше вивчення показало, що зайва очна западина особливо часто зустрічається в черепах плазунів, що ведуть земноводний спосіб життя. Мабуть, тім’яний отвір існував у рептилій завжди, і його не можна розглядати як вторинне утворення. Це характерна риса стегоцефалів — викопних форм нижнього девонського періоду і верхнього тріасу.
Якщо врахувати, що практично тім’яне око збереглось до наших днів, то можна припустити, що у свій час воно грало досить важливу роль. Прийнято вважати, що органи, позбавлені життєво важливого значення, досить швидко дегенерують, атрофуються і втрачають значення.
Яка ж була роль третього ока? Є припущення, що воно могло служити свого роду «сторожем». Адже його володарі — це величезні малорухомі ящери, як правило, земноводні. Такий додатковий засіб спостереження до деякої міри відшкодовував недостатню рухливість цих гігантів. Уважне вивчення цих черепів тварин показує, що орбіта третього ока завжди розташована на вершині черепної коробки. Це значить, що при повному зануренні тварини у воду тім’яне око залишалося зовні, дозволяючи ящеру стежити за всім, що відбувається навколо.
Володар третього ока міг, сховавшись у воді, стежити за маневрами ворогів або підстерігати здобич, як це роблять сучасні крокодили і каймани. Яким же чином мозок цих істот міг здійснювати координацію трьох різних зображень? При сучасному стані знань ми не можемо відповісти на це питання.
Зникнення у сучасних ссавців тім’яного отвору поставило ще одне дуже цікаве питання. Здавалося б, що повинен був поступово зникнути і сам епіфіз. Чому ж цього не сталося?
Досить легко зрозуміти значення цього органу у тварин, забезпечених третьою оківницею. Але для чого може служити епіфіз у ссавців? Може бути, він отримав якісь нові функції? Точної відповіді на ці питання поки немає. Одна з основних причин, що ускладнюють їх рішення,— складність постановки експерименту.
Зазвичай, щоб вивчити роль якого-небудь органу, його видаляють і спостерігають за тим, до яких змін в організмі це призвело. Але видалення епіфіза — операція дуже тонка і завжди чревата ускладненнями для піддослідної тварини. Тому вченим вдалося поки встановити лише деякі загальні властивості цього органу.
Італійський вчений Фоа протягом багатьох років проводив експерименти з видалення епіфіза у курчат. Через деякий час після операції у оперованих курчат можна було спостерігати набагато більш швидкий розвиток вторинних статевих ознак (гребінь, шпори, голос) порівняно з контрольною групою тварин.
Інші дослідники проводили аналогічні операції на щурах. У тих, що вижили після операції тварин виявлялося збільшення довжини тіла (у самців — на 8,3%, у самок — на 7,8%).
Друга серія експериментів мала протилежний характер, епіфіз не видаляли, а підсаджували цілком або частково. Професор Кальве протягом восьми днів вводив не статево зрілим білим щурам екстракти кінських епіфізів. Розвиток статевих залоз дещо затримувався. Потім він пересаджував щурам під шкіру шматочок тканини епіфіза коня. Результат експерименту: контрольні тварини важили набагато більше, ніж оперовані.
Свій внесок у вивчення цього органу внесли і медики. У дітей, які страждають пухлинами епіфіза, було відзначено передчасний розвиток статевих органів, аналогічний тому, який спостерігався в описаних вище дослідах.
Таким чином, можна припустити, що шишковидна залоза виробляє гормональну речовину, що гальмує дію статевих гормонів. Проте вичерпну відповідь на всі ці питання можуть дати лише подальші дослідження.
Автор: Патрік Браун, переклад з англійської.