Как объяснить возникновение рудиментарных глаз у крота с точки зрения эволюции

Есть ли глаза у крота, или они атрофировались в ходе естественного отбора

Вопреки распространенному мнению, что крот слепой, и у него отсутствуют органы зрения, животное имеет глаза и даже слабо видит. Практически у всех популяций европейского крота можно рассмотреть орган зрения, если раздвинуть шерсть. Глазные щели настолько мелкие, что это не всегда удается сделать сразу, особенно, если искать их у погибшего животного. В этом случае человек, нашедший тельце животного, сомневается, есть ли у крота глаза. У некоторых разновидностей европейского крота в процессе эволюции глазные щели срослись, но глаза по-прежнему имеются.

Особенности органов зрения кротов

Зрение у кротов очень слабое, большинство из видов этих животных не видят удаленных предметов. То, что расположено более чем на метр или два, они практически не различают.

Орган зрения крота не ослеп, он способен:

• Отличать свет от тьмы;
• Различать некоторые цвета;
• Видеть крупные контрастные предметы;
• Фиксировать движущийся объект.

Крот не сможет увидеть очертания хищника, готового к нападению, или неподвижно лежащую добычу (земляного червя), но способен охотиться при помощи осязания и обоняния. Особенно эти органы чувств развиты у кротов-звездорылов, которые имеют специальные подвижные выросты.

На самом деле все свои потребности, такие как: снабжение питанием, поиск партнера для спаривания, выращивание потомства, прокладка ходов, крот вполне способен удовлетворять, не применяя зрение. Слепые и голые детеныши рождаются с конца апреля до середины июня. Но уже через 1-1,5 месяца после рождения они достигают размера взрослого животного, и покидают родное гнездо.

Кротов нельзя считать слепыми уже, хотя бы, потому что их органы зрения продолжают передавать в мозг информацию о местонахождении животных, даже находясь под кожей. Пока их глаза работают как оптические приборы, помогая различать свет и темноту, можно говорить, что органы выполняют свою функцию в той мере, в какой она им необходима.

Глаза действительно нужны кроту и это заметно по тому, как он:

• Избегает яркого освещения, стараясь неизменно находиться под землей, появляясь на поверхности лишь в темное время суток, когда опасные для него хищники не охотятся.
• На снегу легко может фиксировать движущуюся добычу.
• Реагирует на движения хищника, который проник в его подземные ходы. Это нередко спасает зверьку жизнь. Именно благодаря видам животных, у которых еще сохранилось слабое зрение, происходит торможение эволюционной деградации. Они передают свои гены потомству, поддерживая сохранение этого органа у последующих поколений, чем объясняется нерезкий график редукции глаз у кротов.

Эти наблюдения показывают, что зрение играет определенную роль в жизнедеятельности зверьков, и важно для тех видов, которые до сих пор сохранили его.

Другие органы чувств

Слабое зрение животное компенсирует тонким обонянием, слухом и осязанием – чувствами, которые у него развиты великолепно. Кроты находят добычу по запаху, безошибочно отличая червей и насекомых, а при попадании на чужую территорию моментально определяют пол и вид владельца. Также обоняние помогает им находить партнера для спаривания.

Безупречный слух животного выручает его в опасных ситуациях, так приближение человека крот может услышать за несколько десятков метров. Животное имеет уникальное строение внутреннего уха, которое не встречается больше ни у одного млекопитающего. Это правда, что крот способен чувствовать вибрации, предшествующие землетрясению.

Нос животного имеет сверхчувствительные наросты, позволяющие ему составить полную картину о предмете, к которому крот прикасается. Эти чувствительные участки (органы Эймера) особенно сильно выражены у звездорыла, они имеют вид длинных отростков, которыми животное как щупальцами исследует окружающие предметы. В темноте подземного хода эти приспособления приносят гораздо больше пользы, чем органы зрения.

Прикоснувшись наростами к добыче, крот моментально получает необходимую информацию о ее конфигурации и рельефе, температуре и других характеристиках. Чтобы оценить пригодность добычи, звездорылу достаточно 8 миллисекунд.

Обостренный слух и обоняние кротов активно используется огородниками для борьбы с этим вредителем. Они отпугивают животных, закладывая в их ходы предметы, имеющие резкий и сильный запах (нафталин, окурки сигарет, ткань, пропитанную уксусом или керосином), устанавливая трещотки и ультразвуковые устройства. В большинстве случаев эти средства бывают эффективны, и зверек вынужден покинуть обжитое место.

В целом животные имеют отличный баланс органов чувств, который делает их приспособленными к свойственным им условиям существования. То, что глаза у зверьков до сих пор сохранились, говорит о том, что они несут определенную функцию. По сравнению с кротами, другие норные животные, например, слепыш, практически лишены зрения. А сумчатые австралийские кроты полностью слепые и не имеют зрительного нерва.

Дегенерация глаз в ходе естественного отбора

Обоняние является наиболее важным для кротов, поэтому основная часть анализаторов нацелена на обработку информации, поступающей от соответствующих рецепторов. У звездорылов ведущую функцию выполняет осязание. А использование анализаторов для обработки визуальной информации нецелесообразно.

Постепенное исчезновение глаз крота и утрата их основных функций является следствием естественного отбора. Практически полное отсутствие зрения у кротов можно объяснить не только утратой необходимости, но и опасности, которую представляют глаза для этого зверька.

Почему это происходит? При наличии у животного глаз обычного размера и строения, при рытье нор в них постоянно попадала бы почва Это приводило бы к инфицированию и даже гибели зверька. Маленькие глаза, плотно закрытые веками, представляют собой оптимальный вариант для этого животного – их сложно повредить и, тем не менее, они выполняют некоторые необходимые функции.

Ученые отмечают, что кроты эволюционируют в сторону полной дегенерации органов зрения. Эта форма естественного отбора является:

• Движущей. Животные с отклонениями от нормы, а именно – аномально маленькими глазами и закрытыми веками, имеют больше шансов на выживание. То есть эволюция движет кротов к полному исчезновению зрительной функции.
• Отсекающей. Кроты с глазами обычного размера чаще гибнут в результате инфицирования глазных яблок.

Описанные формы отбора возникают при редукции органов у животных любого вида. У человека подобным образом подверглись дегенерации мышцы, отвечающие за движение ушей и хвостовой позвонок, трансформировавшийся в копчик. Подобным образом постепенная редукция зрения приведет к исчезновению глазных яблок у кротов.

Источник

Есть ли у кротов глаза и нужно ли этим животным зрение под землей?

Далее вы узнаете:

• Есть ли у крота глаза или все-таки они полностью исчезли в ходе естественного эволюционного отбора;
• Являются ли кроты абсолютно слепыми или это миф;
• Почему эволюция была столь «неблагосклонна» к кротам, сделав их практически незрячими;
• Чем отличаются глаза у разных видов кротов и нормальна ли слепота для животных, ведущих подземный образ жизни…

Широко распространено ошибочное мнение о том, что у крота нет глаз, и, следовательно, это животное является абсолютно слепым. Понятно, почему это мнение развилось и получило поддержку в широких народных массах: дескать, зверек всю жизнь обитает в своих темным подземельях, и кажется, что глаза ему вовсе не нужны, поскольку ими все равно ничего нельзя увидеть в кромешной темноте подземных ходов.

Однако если вы, предположим, поймаете крота на огородном участке и решите поближе рассмотреть, есть ли у него глаза, то нелепые сомнения в их отсутствии тут же отпадут…

Имеются ли у кротов глаза и почему люди думают, что их нет

На самом деле у крота есть глаза. У обычного европейского вида их несложно рассмотреть, если взять животное и раздвинуть шерсть чуть выше носа, между переносицей и местом предполагаемого расположения ушей (их, кстати, у крота тоже не видно). Здесь обнаруживаются крошечные щелочки в коже среди меха, а уже под ними и находятся, собственно, глаза.

Если в руке находится живой зверек, то в большинстве случаев глаза его будут открыты и, простите за каламбур, их будет видно невооруженным глазом.

У некоторых видов кротов, а также у некоторых географических популяций европейского крота веки срастаются, и глаза оказываются постоянно находящимися под кожей. Но при этом сами глаза имеются и никуда не исчезают.

В то же время, если целенаправленно крошечные веки у зверька не искать, то заметить их бывает сложно. Ничего удивительного нет в том, что многие огородники, поймав на участке животное, беглым взглядом осматривают его и не обнаруживают глаз (а также не находят и ушей). Обычно в руках огородника оказывается уже хладный трупик, и потому быстро делается вывод о том, что глаз у крота нет вовсе, и бывший вредитель грядок выбрасывается на компостную кучу.

Кстати, нужно учитывать еще и то, что авторитет самих огородников, действительно державших в руках пусть и мертвых, но настоящих кротов, зачастую бывает более высок среди простых обывателей, чем, скажем, авторитет кабинетного ученого, которого считают «книжным червем». Довод «я этих кротов сотни переловил и в руках держал, а глаз ни у одного не видел» для среднестатистического гражданина звучит убедительнее, чем «наукой доказано…». И потому мнение о том, что у кротов нет глаз, достаточно широко распространено, хотя с определенной эффективностью и искореняется у молодой поросли ещё на школьной скамье.

Итак, мы установили, что глаза у крота все-таки есть. На нижеприведенном фото их можно даже увидеть:

Поэтому говорить про полное исчезновение глаз у крота не корректно. По крайней мере, это несколько преждевременно.

Чуть ниже мы еще поговорим о том, что в настоящий момент, по всей видимости, происходит эволюционное исчезновение глаз у кротов. Этот процесс является формой естественного отбора, обеспечивающей наибольшую приспособленность животных к условиям их обитания.

Но прежде чем углубляться в дебри эволюции, давайте сперва попробуем взглянуть на мир глазами крота…

Как выглядят глаза крота и на что они способны

Глаза у большинства видов кротов сравнительно невелики по размерам и практически полностью скрыты в шерсти. У европейского вида они закрываются подвижными веками, и чаще всего находятся в таком закрытом состоянии.

Диаметр глаз у зверька — примерно 1-2 мм. В целом строение сетчатки такое же, как и у большинства других млекопитающих. В самом глазу находится примерно 2000 ганглионарных клеток, а зрительный нерв имеет около 3000 аксонов.

На фотографии хорошо видно, насколько малы по размерам глаза обыкновенного (европейского) крота:

В то же время, стандартные для млекопитающих палочки и колбочки у кротов отсутствуют, а все фоторецепторы имеют практически одинаковую форму, очень невелики, а по периферии глаза и вовсе атрофированы. С этим и связана специфика зрения у животного:

• У крота имеется дневное зрение, пусть и не столь эффективное, как у человека, но достаточное для его собственных нужд;
• Животное может различать некоторые контрастные цвета;
• Зверек не видит контуров предметов, но хорошо реагирует на выраженное изменение освещенности. По крайней мере, в условиях экспериментов задачи на различение света и тьмы животные успешно решают;
• Кроты видят движущиеся объекты. Некоторые ученые склоняются к версии, что именно обнаружение с помощью зрения хищников обеспечило кротам сохранение пусть и слабой, но все-таки способности видеть.

Интересно, что даже у кротов, у которых глаза скрыты под кожей, они тоже видят и обеспечивают зверьку способность различать свет и тьму. Подобно тому, как даже сквозь плотную ткань мы способы увидеть источник яркого света, так и кроты видят его даже сквозь кожу на глазах.

Поэтому, кстати, бессмысленно говорить про гипертрофированную дальнозоркость или близорукость кротов. С их весьма посредственными зрительными способностями расстояние, на котором они видят, практически не играет никакой роли (это все равно, что назвать близоруким человека с едва пропускающей свет повязкой на глазах).

На фото ниже показан восточный крот (Eastern mole):

Существует также интересный миф о том, что крот хорошо видит других кротов из-за особого строения своих глаз. В действительности с помощью только зрения крот не может отличить своего собрата от, например, крысы (просто соседа) или горностая (уже опасного хищника). Идентификация животного и под землей, и над ней происходит у крота за счет обоняния.

Известно, что кроты, как и некоторые другие насекомоядные животные, имеют сильный мускусный запах. Хотя по силе он не сравнится с вонью от землероек, однако его вполне хватает, чтобы одна особь на достаточно большом расстоянии учуяла другую, тем более, учитывая отлично развитое у них обоняние.

Зачем кроту зрение?

Итак, давайте посмотрим, зачем кроту зрение в его темных подземных ходах.

Делаем выводы из ранее сказанного:

1. В первую очередь, глаза кроту нужны для того, чтобы ориентироваться в пространстве, если он выбирается на поверхность земли. Здесь он может понять, что попал не просто в какой-то широкий тоннель под землей, а именно выбрался на солнечный свет. Даже в лунную ночь зверек может отличить подземелье от открытого пространства;
2. Даже недоразвитые глаза у крота позволяют ему заметить движущуюся добычу — дождевых червей, насекомых, мелких ящериц и лягушек;
3. С помощью глаз кроты видят хищников, попадающих в их тоннели. Как правило, если такой хищник забрался в кротовый ход или раскопал его целенаправленно для поимки зверька, хозяин подземелья, скорее всего, будет убит. Однако если опасность оказалась в тоннеле случайно, и хищник не планирует искать и убивать крота, а лишь хочет выбраться наружу, то у самого крота появляется возможность ретироваться из опасного участка и скрыться в других ходах.

Кроме того, глаза помогают кроту ориентироваться в пространстве, когда зверек прокладывает ходы под снегом зимой (здесь обычно достаточно светло). А также зрение помогает при пересечении некрупных рек и других водных преград – звездоносые кроты, например, хорошо плавают и могут даже охотиться под водой.

Возможно, именно благодаря тому, что глаза у кротов есть и помогают им выживать в суровых и беспощадных естественных условиях, они до сих пор не успели полностью исчезнуть. Хотя, судя по всему, естественный отбор идет именно в сторону полной дегенерации органов зрения у этих животных.

Дегенерация глаз животного как форма естественного отбора

С точки зрения эволюционной теории постепенное упрощение устройства глаз крота и потеря ими многих функций является способом приспособления к тому образу жизни, который ведет это животное. Причем регресс системы зрения у зверька связан не только с отсутствием потребности в четкой визуальной картинке, но и во вредности полноценных глаз под землей.

• Если бы крот имел нормальные крупные глаза, какие имеют, скажем, крысы или мыши, то при постоянном рытье подземных ходов в них попадала бы земля и пыль. Это приводило бы к загрязнению глаз, воспалениям, нагноениям и гибели животных. Чем меньше глаза, тем сложнее их повредить, а когда они постоянно закрыты веками, то оказываются надежно защищенными от внешних воздействий;
• Поскольку для кротов значительно более важно обоняние, большая часть анализаторов в мозгу ответственным образом ориентирована именно на обработку информации от обонятельных рецепторов (у звездоносых кротов важную роль играет также осязание). Задействование же обширных структур мозга в обработке зрительной информации было бы не рационально.

На фото ниже показан глаз Пиренейского крота:

По большому счету, кроты на данном этапе своей эволюции движутся в сторону полного исчезновения глаз. Такая форма естественного отбора в соответствии с разными классификациями является:

• Движущей — при ней преимущество в выживании оказывается у животных, отклоняющихся от нормы развития того или иного признака. Нормой являются преимущественно открытые не очень маленькие глаза, но в случае с кротами чаще выживали особи с постоянно уменьшающимися глазками, закрывающимися веками. То есть естественный отбор движет этих зверьков в сторону полной дегенерации зрения.
• Отсекающей, поскольку особи с «нормальными» глазами чаще гибли из-за поражений глаз.

Кстати, именно такие формы отбора характерны практически для всех животных с теми или иными редуцированными органами. В том числе и для людей, у которых практически дегенерированы мускулы, двигающие ухо, или, например, копчик, на месте которого у предков был хвост.

Если посмотреть на все семейство кротов, а ещё лучше — на весь отряд землеройкообразных, то становится хорошо заметна постепенная редукция и исчезновение глаз у видов, ведущих подземный образ жизни.

Глаза у разных видов кротов

У разных родственников привычного для нас европейского крота глаза либо такие же, как у него, либо ещё более редуцированы и даже не открываются вовсе.

1. У кавказского и слепого кротов они спрятаны под кожей и практически не видят. С их помощью животное в лучшем случае может отличить лишь дневной свет от тьмы;
2. У могер — аналогично, глаза затянуты кожей (на фото ниже показана японская могера);
3. У сибирского крота веки открываются, а глаза видят примерно так же, как у европейского. Такие же глаза у американских звездоносого и землеройкового кротов, а также у крота Таунсенда;
4. У китайского землеройкового крота глаза развиты нормально, примерно так же, как у землероек. Но вообще, по своему внешнему виду и образу жизни этот крот занимает промежуточное положение между кротами и землеройками. На его примере хорошо виден переход от наземных животных этого отряда к подземным.

Можно сделать вывод, что эволюция кротовых начиналась именно с землероек. У них глаза малы, зрение слабое, но значительно более развитое, чем у кротов. У них же хорошо развито обоняние. Эти зверьки охотятся в основном в густой траве, лесной подстилке, под камнями и корягами.

Скорее всего, процесс эволюции шел следующим образом: в древности отдельные популяции землероек, оказавшись в подходящих условиях с мягкой задерненной почвой, начали специализироваться в добывании пищи именно под камнями, подо мхом и под листьями, сперва просто разгребая ссыпающуюся почву в поисках пищи, а затем все больше и больше прокладывая здесь ходы. Постепенно эти ходы стали местом основного пребывания зверьков, отдыха, размножения и охоты. Потребность в зрении стала падать, а загрязняемые глаза приводили к отсеву в популяции особей с большими глазными яблоками и слабыми веками.

Сегодня длиннохвостый крот, больше похожий именно на землеройку, находится на первой ступени эволюционной лестницы в подземелья, обыкновенный крот — на второй, а кавказский или слепой — на третьей. Ещё более адаптированными к жизни под землей являются златокроты и сумчатые кроты, но они уже являются представителями других отрядов. Глядя на них, однако, можно предположить, как будут выглядеть «кроты будущего» через несколько миллионов лет.

На фото – капский (обыкновенный) златокрот:

В отряде землеройкообразных есть ещё несколько видов животных с сильно редуцированным зрением — выхухоли. Их глаза хорошо заметны, но они не различают контуров предметов, очень близоруки, и зверьки полагаются при охоте в основном на осязание и обоняние. Но учитывая образ жизни выхухолей, их следует считать параллельной ветвью развития предков нынешних землеройкообразных, представители которой перешли не к подземному (как кроты) образу жизни, а к полуводному.

Все эти выводы подтверждает также то, что представители других отрядов млекопитающих, переходящие к подземному образу жизни, также утрачивают зрение, а их глаза редуцируются. Например:

1. Слепыши — представители отряда грызунов. Ведут подземный образ жизни, их глаза полностью скрыты под кожей;
2. Слепушонки — тоже грызуны и тоже предпочитающие жить под землей в норах. Тем не менее, у них глаза хоть и маленькие, но хорошо заметны и неплохо видят;
3. Цокоры, очень близкие к слепышам. Имеют слабо заметные, но видящие глаза;
4. Златокроты, более близкие к ежам. Их глаза находятся на глубине примерно 4-5 мм от поверхности кожи и совершенно ничего не видят;
5. Сумчатые кроты, у которых глаз не видно вообще, но на их месте имеются пигментированные пятна. Примечательно, что у этих животных отсутствует даже зрительный нерв.

Все это — примеры конвергенции признаков. Грызуны, кроты, златокроты и сумчатые кроты никак не связаны друг с другом, и ни одна эта группа животных не могла произойти от другой. Общая же редукция зрения у них развилась из-за приспособления к сходному образу жизни, а это значит, что именно утрата глаз (с одновременным обострением других органов чувств) способствует выживанию этих животных.

Источник