Хорошо быть Человеком-невидимкой? Наверняка вы читали роман Герберта Уэллса о молодом ученом Гриффине, который был альбиносом. При помощи специальной машины это позволило ему воздействовать на организм и стать совершенно невидимым.
Мне очень нравилась эта идея. До того момента, пока я, еще не будучи школьником, не столкнулся с совершенно справедливым вопросом, который задал в своей книге «Занимательная физика» советский популяризатор науки Яков Перельман: «А может ли Человек-невидимка видеть?»
Оказывается, нет. Ведь чтобы видеть, нужно что-то улавливающее свет, а следовательно, это что-то должно стать непрозрачным. Более того, для хорошего зрения оно должно быть близко к черному.
Под черным мы понимаем цвет, который не отражает никакие лучи из видимого спектра света. Поскольку невидимка был человеком, видимый спектр у него такой же, как у нас, и, если бы рецепторное поле его глаз отражало какой-то видимый нами цвет, он не был бы виден ему самому. Это очень упрощенно, так как условное рецепторное поле может поглощать лишь часть света. Однако хотя черный цвет должен быть идеальным экраном для любого зрительного анализатора, чернота эта условна и ограничивается лишь видимым спектром.
Чернее черного
Черный – понятие относительное. Цвет, при котором отсутствует видимое отраженное излучение.
Видимый спектр у разных организмов разный, поэтому в физиологическом смысле понятие «черный» весьма относительное. Черный был бы идеальным экраном для фоторецепторов, поскольку свет, проходящий через их слой, не должен отражаться от тканей, находящихся за ним.
Но отражение вне видимого диапазона никак не влияло бы на работу такого фоторецептора.
Существует понятие «абсолютно черное тело» – оно не отражает вообще никакого излучения. Чаще рассматривается как условная модель. Абсолютно черного тела в природе не существует.
Самое черное из всех известных веществ – vantablack (от англ. vertically aligned nanotube arrays – вертикально ориентированные массивы нанотрубок) – субстанция из углеродныхнанотрубок. Поглощает 99,965 % падающего на него излучения: видимого света, микроволн и радиоволн.
Как вы поняли, мы будем говорить о том, зачем живым организмам важно быть видимыми и иметь цвет. Поговорим о том, что происходит с организмом, когда он лишается цвета (в примерах с альбинизмом – пигмента меланина).
Меланин и его производные – основной пигмент, придающий окраску коже, глазам и волосам.
Каждый раз, изучая какое-то необычное состояние организма, мы лучше понимаем, как устроены. Многие заболевания можно рассматривать как модель организма – что-то убирая из нее, можно понять, для чего это было нужно. Я благодарен своим пациентам с альбинизмом, аниридией, ахроматопсией и другими редкими состояниями. Ведь без них мой интерес не был бы подкреплен практическим смыслом, не было бы тех знаний, которые есть, и теперь я могу ими поделиться.
Мы никогда не изучаем только одну патологию, всегда открываем новые факты, которые помогают понять, как все работает или не работает и при других болезнях тоже. Это двигает нас вперед и дает новые возможности для решения проблем. Помните, в главе про рефракцию мы обсуждали, что изменения на периферии сетчатки в молодом возрасте могут провоцировать рост миопии, в то же время врожденные изменения в центральной части к ней не ведут. Такие наблюдения позволяют лучше понять, как формируется рефракция человеческого глаза. Гипотезы переходят в теории и, развиваясь, постепенно переходят в практику. Также в главе «Цветовое зрение» мы обсудили, что происходит, если вдруг при ахроматопсии колбочки не функционируют нормально.
Чем больше мы знаем, тем ближе к победе над заболеваниями. Я уверен, что даже самые нейтральные и на первый взгляд не применимые на практике знания в будущем станут оружием в борьбе с болезнями.
Открытие того, что инфекционные заболевания вызываются микробами, отделяют от изобретения первых антибиотиков десятилетия, но второе было бы невозможно без первого.
Так ли важен цвет?
Какого мы цвета? Все разные. Почему имеем цвет? Его обусловливает пигмент, придающий оттенок коже, глазам, волосам.
Цвет настолько важен, что иногда мы называем людей именно по его признаку, например «блондинка с голубыми глазами» или «брюнет». Заметили?
Цвет кожи и волос зависит от количества пигмента в них. А цвет глаз – от количества пигмента, структуры радужки и того, сколько в ней кровеносных сосудов. Пигмент есть и в составе эпителия, располагающегося позади сетчатки.
Когда количество пигмента ниже необходимого, возникает альбинизм. В более широком смысле я назвал бы альбинизмом группу состояний со схожими проявлениями, которые возникают из-за дефектов в обмене меланина, выражающимися в его функциональном дефиците.
