Мы можем видеть свет с длиной волны примерно 400–700 нм, т.е. спектр, на концах которого находятся синий и красный цвет. И здесь другие создания во многом превосходят нас и могут видеть волны, далеко выходящие за пределы этого диапазона. Гремучие змеи, летучие мыши-вампиры и огнецветки, например, воспринимают инфракрасное излучение с помощью специальных органов, реагирующих на тепло. Большинство птиц и насекомых имеют дополнительный фотопигмент, позволяющий им видеть в ультрафиолетовом спектре, а у цветков в процессе эволюции появились ультрафиолетовые метки на лепестках, привлекающие бабочек и пчел к своим запасам нектара. Самцы и самки лазоревки кажутся нам совершенно одинаковыми, но они различают друг друга по ярким отражающим ультрафиолетовое излучение перьям на хохолках. Как ни удивительно, но капельки мочи ярко высвечиваются в ультрафиолетовом излучении, и этим пользуются хищные птицы, выслеживающие мелких грызунов, которые метят мочой свою территорию. Северные олени тоже чувствительны к ближней области ультрафиолетового спектра, что, по всей видимости, помогает им находить пищу в тундре, поскольку в ультрафиолетовом излучении бледные лишайники, которыми они питаются, кажутся ярко-черными на фоне белого снега. Помутневший хрусталик
Даже те цвета, которые мы видим, могут искажаться. Хрусталик глаза в начале жизни абсолютно прозрачен, однако с возрастом прозрачные белки, из которых он состоит, могут повреждаться ультрафиолетовым излучением и уплотняться, в результате чего они теряют прозрачность и приобретают желтоватый оттенок. По мере развития катаракты мир становится все более расплывчатым и неясным, а его цвета изменяются: белое становится тускло-желтым, зеленое — желтым, ярко-красное — мутно-розовым, а синее и лиловое — красным и желтым. Эти изменения цветов очень заметны на последних картинах Клода Моне. На восьмом десятке лет у него начала развиваться катаракта обоих глаз, и не исключено, что так любимый многими импрессионизм его картин в определенной мере является результатом все более расплывчатого видения мира. Художника очень расстраивало то, что плохое зрение не позволяло ему видеть цвета так же ярко, как прежде, и заставляло располагать краски на палитре в строго определенном порядке из опасения перепутать их. После 1915 г. преобладание красного и желтого цветов в его работах стало особенно заметным, а светло-голубые оттенки исчезли. Особенно тяжело давалось изображение водяных лилий на некоторых картинах, и Моне, решив, что он больше никогда не сможет нарисовать что-нибудь прекрасное, уничтожил несколько полотен. Когда ему перевалило за 80 и он почти ослеп, катаракту правого глаза удалили. Поначалу результат сильно разочаровал Моне, но после операции на втором глазу он вновь поверил в себя и написал свои поздние картины с водяными лилиями. Они были намного ближе к ранним работам, чем те, которые он писал с катарактой обоих глаз.
Ежегодно в Великобритании катаракту удаляют примерно у 120 000 человек. Многим из тех, кто живет достаточно долго, приходится делать такую операцию, ведь катаракта — распространенный побочный эффект старения. Эта операция довольно проста и дает поразительный эффект. После нее мир неожиданно становится резким, а цвета кажутся кристально чистыми. Как заметила моя мать, «грязно-желтые блузки, которые, казалось, мне никогда не отстирать, вдруг стали снежно-белыми — ну прямо как в рекламе стирального порошка». Некоторые могут также увидеть мир в совершенно новом свете. Хрусталик нашего глаза не только фокусирует свет, но и отфильтровывает ультрафиолетовое излучение. Большинству людей при хирургическом удалении катаракты имплантируют искусственный хрусталик. Но не всем. Те, кому его не имплантировали, начинают смотреть на мир новыми глазами, как пчелы и бабочки, они становятся восприимчивыми к ультрафиолетовому излучению, и все кажется им более ярким и более синим3. Моне не получил новых хрусталиков при удалении катаракты, и, возможно, именно поэтому в его поздних картинах стало больше розовато-лиловых и фиолетовых оттенков. Удивительные факты, связанные с цветным зрением
В 1798 г. химик Джон Дальтон на одной из лекций в Манчестере дал описание своей собственной цветовой слепоты и опубликовал первый научный отчет об этом состоянии в сопроводительных материалах. Для Дальтона цвет травы был почти таким же, как цвет красного сургуча, и это привело его к мысли о том, что он видит либо красный, либо зеленый цвет иначе, чем другие люди. Ему также было трудно различать синий и розовый цвет, а еще, к его большому удивлению, многие цвета начинали выглядеть по-другому в свете свечи. Он написал: «Я не задумывался о необычности своего зрения до тех пор, пока случайно не обратил внимания на окраску цветка герани в свете свечи осенью 1792 г. Цветок был розовым, однако он казался мне почти небесно-голубым днем; в свете же свечи он изменился удивительным образом — теперь в нем не было ничего голубого, он имел цвет, который я называю красным, цвет, который разительно контрастировал с голубым».
Дальтон интерпретировал эти открытия как свидетельства того, что жидкость в полости его глаз окрашена в синий цвет и поэтому избирательно поглощает свет с большей длиной волны. Он поручил душеприказчику препарировать свои глаза после смерти, чтобы выяснить, так ли это. Этот ужасный эксперимент был должным образом выполнен, однако глазная жидкость оказалась совершенно бесцветной. Две сотни лет спустя появилась технология анализа ДНК, позволяющая установить настоящую причину цветовой слепоты Дальтона. К счастью, фрагменты его глаз были сохранены и находились в Манчестерском литературном и философском обществе. Как выяснилось, у него было наследственное заболевание, так называемая дейтеронопия.
Многие мужчины страдают нарушениями цветного зрения, связанными с мутациями в одном из трех зрительных пигментов колбочек, которые чувствительны к желто-зеленой, зеленой или сине-фиолетовой части спектра. Чаще всего поражаются желто-зеленый и зеленый фотопигменты. Примерно у 2% мужчин полностью отсутствует один из пигментов, что приводит к патологии, называемой протанопия (отсутствие желто-зеленого фотопигмента) или дейтеронопия (отсутствие зеленого пигмента). А у 6% мужчин смещен спектр одного из пигментов, и поэтому они видят соответствующий цвет по-другому. Во всех случаях человеку трудно различать красный и зеленый цвета, которые кажутся ему мутными желтовато-коричневыми. При подготовке цветных слайдов для презентаций всегда следует помнить, что некоторые из зрителей могут не отличать красный и зеленый цвета. Кроме того, страдающим цветовой слепотой может быть трудно отличить зрелый фрукт от незрелого, а некоторые блюда могут казаться им неаппетитными, имеющими цвет экскрементов. Гены желто-зеленого и зеленого зрительных пигментов находятся в Х-хромосоме, которая имеется у мужчин в одном экземпляре, именно по этой причине мужчин, не различающих красный и зеленый цвета, намного больше, чем женщин. У женщин ген из другой Х-хромосомы может замещать дефектный ген.
Некоторые люди, которых называют ахроматами, имеют редкую генетическую патологию — они видят только при помощи палочек и совершенно не различают цветов. Полная цветовая слепота, однако, встречается очень редко. Если взять человечество в целом, то частота такого заболевания составляет примерно 1 на 30 000, но, как пишет Оливер Сакс в своей книге «Остров страдающих цветовой слепотой» (The Island of the Colour-blind), оно больше распространено в Микронезии на острове Пингелап, где им страдает 5% населения. Считается, что все они имеют общего предка, носителя мутантного гена, который оказался в числе двух десятков спасшихся после тайфуна, обрушившегося на остров в 1770-х гг. Ахроматопсия связана с полным отсутствием функционирующих клеток-колбочек. Чаще всего ее причиной является мутация цГМФ-зависимого канала колбочек, как в случае жителей острова Пингелап. Люди с такой мутацией не полностью теряют зрение. Однако яркий свет ослепляет их, и они с трудом видят при нормальном дневном освещении, поскольку их палочки перестают функционировать при высокой интенсивности света. Даже люди с «нормальным» цветным зрением не могут видеть мир совершенно одинаково. Варианты ДНК, несущие коды зрительных пигментов, вносят незначительные различия в наше восприятие цветов. Красный цвет, который вижу я, может отличаться от того, что видите вы.
15 ноября 1875 г. в шведском местечке Лагерлунда произошла ужасная железнодорожная катастрофа — столкнулись два скорых поезда, ехавшие навстречу друг другу по одноколейному пути. Машинист идущего в северном направлении поезда, выбившегося из графика, будто не видел красного фонаря, которым размахивал начальник станции, приказывая остановиться. Узнать, почему машинист проигнорировал сигнал, было невозможно, поскольку он погиб при столкновении. Физиолог профессор Аларик Фритьоф Холмгрен в результате расследования пришел к выводу, что причиной аварии стала цветовая слепота машиниста4. После этого случая Швеция ввела обязательное тестирование на образцах окрашенной ткани для определения способности различать цвета, этому примеру вскоре последовали и другие страны. В наши дни людям с цветовой слепотой запрещено заниматься определенными видами деятельности, включая пилотирование самолетов, а до недавнего времени в некоторых странах, например в Румынии, людям, не различающим цвета, даже не выдавали права на вождение автомобиля. Услышь меня, услышь!
