И, наконец, еще один давнишний научный факт, также имеющий прямое отношение к рассказу о зрительных клетках. В 1851 году немецкий естествоиспытатель Генрих Мюллер извлек из глаза лягушки сетчатку. Она оказалась розовато-пурпурной, но через минуту-другую на свету выцвела и стала белесой. Этот любопытный факт прошел незамеченным, о нем забыли, как это иногда случается в науке, и лишь через 25 лет он был заново открыт и положил начало систематическому исследованию удивительного красного вещества, от которого зависит наше зрение. Понадобилось почти столетие, чтобы понять и объяснить эти и многие другие наблюдения, раскрыть поразительные по своему совершенству и сложности процессы в механизме зрения.
Итак, что известно сегодня об этом механизме?
Солнечный луч коснулся роговицы глаза, преломился, попал в зрачок — живую диафрагму, был сфокусирован хрусталиком и оказался на розовато-пурпурной пленке, выстилающей изнутри глазное яблоко. Это сетчатка глаза — тончайшая пленка толщиной около двух десятых миллиметра. Она почти прозрачна, в ней поглощается около 5–6 процентов попадающего а глаз света. Остальной свет проходит насквозь и попадает на черный экран — так называемый пигментный эпителий. Словно на черной бархатной подстилке лежит на нем сетчатка. Под микроскопом можно увидеть, что она похожа на слоеный пирог. Несколько ее слоев — это нервные клетки и их отростки.
Зрение начинается в сетчатке, в ее первом слое зрительных клеток — палочках и колбочках. У каждого из нас около 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек. Колбочки собраны в центре сетчатки и ответственны за цветное зрение. Палочкам, расположенным вокруг них, по периферии, обязано зрение своей уникальной чувствительностью к свету.
Астрономы древности знали: чтобы разглядеть на небе маленькую звезду, надо смотреть чуть-чуть мимо нее, как бы уголком глаза. При этом, как мы теперь понимаем, свет попадал не в центр сетчатки, а на периферию, где находятся палочки. В этих зрительных клетках физиологическое возбуждение возникает даже под действием самой малой порции света — одного кванта.
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.