Мы знаем, что в нашем глазу имеется два типа фоторецепторных клеток, палочки для сумеречного зрения, и колбочки для дневного. Деление на два физиологических типа примерно соответствует делению на два морфологических, установленному еще в 19 веке. Однако исследование широкого круга сетчаток позвоночны показало огромное разнообразие морфологических особенностей фоторецепторов, возникшее в результате адаптивной радиации в различных средах обитания. И часто  по морфологическим признакам невозможно достоверно установить физиологическую природу клетки. В 1942 Гордон Уоллс предположил, что за несколько сотен миллионов лет эволюции различные группы позвоночных многократно меняли среду обитания, а также образ жизни – с дневного на ночной и обратно. Это приводило к множественным преобразованиям (трансмутациям) палочек в колбочки и обратно. При этом часто происходила утрата одного из типов рецепторов, с возможным повторным возникновением из наличного материала. Например, согласно теории трансмутаций палочки и колбочки млекопитающих не гомологичны палочкам и колбочкам низших позвоночных. Однако, современные молекулярно-генетические данные убедительно доказывают эволюционную непрерывность линии палочек и нескольких линий колбочек, от круглоротых до млекопитающих. Тем не менее, описанные Уоллсом трансмутации палочек и колбочек при даптации к дневному или ночному образу жизни действительно существуют, и не только на морфологическом, но и на биохимическом и физиологическом уровнях. Эти трансмутации демонстрируют многочисленные параллелизмы, когда в отдельных группах, прошедших длинную эволюционную историю, в конце концов повторно возникают (почти) идентичные предковым палочки и колбочки. Мы только сейчас начинаем понимать связь многократно возникающих морфологических особенностей палочек и колбочек с физиологией фоторецепторов. В лекции будет обсуждаться роль морфологических и биохимических деталей строения для физиологией фоторецептора, с попыткой дать ответ на поставленный Л.А.Орбели вопрос: «Почему эволюция шла так, а не иначе?».

0