Көздің түсін не анықтайды

Адам бет-әлпеті көптеген құпияларды сақтайды, алайда олардың ішінде, бәлкім, ешбір белгі көздің нұрлы қабығының түсіндей назар аудартып, соншалықты көп сұрақ тудырмайды. Көк, қоңыр, жасыл, сұр — бұл түстер спектрі шексіздей көрінеді, әрі әрбір реңк соншалықты бірегей, тіпті нұрлы қабық саусақ іздерімен қатар биометриялық жүйелерде қолданылады. Бұл алуан түрліліктің артында генетика, жарық физикасы және адамзаттың эволюциялық тарихының күрделі өзара әрекеттесуі жатыр. Ұзақ уақыт бойы ғалымдар көз түсінің тұқым қуалауын бір-екі генмен басқарылатын қарапайым процесс деп санады, алайда қазіргі зерттеулер шынайы көріністің әлдеқайда күрделі екенін көрсетті. Нұрлы қабықтың түсін нақты не анықтайтынын түсіну — бір мезгілде физикаға, биологияға және адамзаттың терең тарихына үңілу деген сөз.

Меланиннің рөлі — негізгі пигмент

Түстердің барлық алуан түрлілігінің негізінде бір ғана пигмент жатыр — меланин. Дәл осы пигменттің мөлшері, түрі және нұрлы қабық тіндерінде таралуы адамның көзінің қандай түсті болатынын анықтайды.

Меланин нұрлы қабықтың алдыңғы қабатында орналасқан арнайы жасушалар — меланоциттер арқылы түзіледі. Мұнда маңызды жайт — көз түсі әртүрлі адамдарда бұл жасушалардың саны шамамен бірдей, айырмашылық тек олардың белсенділігінде және өндіретін пигмент көлемінде.

Меланин концентрациясына байланысты көз түсінің қалыптасуы мынадай:

• пигменттің өте аз мөлшері көк немесе сұр түсті береді — нұрлы қабықта түс дерлік жоқ, сондықтан оптикалық әсерлер маңызды рөл атқарады;
• орташа деңгейдегі меланин жасыл және жаңғақ түсті реңктерді қалыптастырады — бұл популяцияда сирек кездесетін нұсқалардың бірі;
• жоғары концентрация қоңыр түсті қамтамасыз етеді — бұл жер шарында ең кең таралған түс;
• меланиннің өте жоғары деңгейі қара-қоңыр немесе дерлік қара реңкті береді, бұл экваторлық Африка мен Оңтүстік Азия халықтарына тән.

Меланиннің екі негізгі түрі бар — қара-қоңыр түсті эумеланин және қызғылт-сары реңкті феомеланин. Олардың арақатынасы түпкілікті түске қосымша өзгерістер енгізіп, янтарь түстен батпақ жасылға дейінгі көптеген аралық реңктерді қалыптастырады.

Көк көздердің физикасы — неге көк пигмент жоқ

Көз түсіне қатысты ең таңғаларлық фактілердің бірі — табиғатта көк пигменттің мүлде болмауы. Көк, сұр және көгілдір реңктер — бояудың емес, Тиндалл шашырауы деп аталатын физикалық құбылыстың нәтижесі.

Нұрлы қабықтың алдыңғы қабатында меланин аз болған кезде жарық ішке еніп, жартылай шағылады. Көк спектрдің қысқа толқындары қызылдың ұзын толқындарына қарағанда әлдеқайда күшті шашырайды — дәл сол сияқты Жер атмосферасы күн сәулесін шашыратып, аспанды көк түске бояйды. Осы механизм пигмент жоқ жерде көк немесе сұр түстің көріну иллюзиясын жасайды.

Бұл құбылыс бірнеше қызықты бақылауларды түсіндіреді. Көк көздер жарыққа байланысты әртүрлі реңкке өзгеруі мүмкін — жарықта олар ашық көрінеді, ал көлеңкеде қанық көк түске ие болады. Сонымен қатар барлық жаңа туған сәбилер генетикасына қарамастан сұр-көк көзбен дүниеге келеді, өйткені меланоциттер әлі белсенді жұмыс істей қоймайды — пигментация өмірдің алғашқы айларында, тіпті жылдарында қалыптасады.

Көз түсінің генетикасы — қарапайым модельден полигендік тұқым қуалауға дейін

Ұзақ уақыт бойы мектеп оқулықтары көз түсінің тұқым қуалауын екі аллельден тұратын қарапайым схема арқылы түсіндірді — қоңыр түс көк түске үстем болады. Алайда шындық әлдеқайда күрделі болып шықты, және қазіргі генетика бұл модельді толық қайта қарастырды.

Бүгінде нұрлы қабық түсінің қалыптасуына кем дегенде 16 ген қатысатыны белгілі, ал кейбір зерттеулер олардың саны одан да көп болуы мүмкін екенін көрсетеді. Олардың ішінде бірнешеуі негізгі рөл атқарады.

1. OCA2 гені көздегі меланин өндірісінің ең маңызды реттеушісі болып табылады. Ол меланоциттердің ішінде пигменттің алғышарт молекулаларын тасымалдауға қатысатын ақуызды кодтайды. Бұл геннің әртүрлі нұсқалары еуропалық популяциялардағы көк және қоңыр көздердің айырмашылығының үлкен бөлігін түсіндіреді.
2. HERC2 гені OCA2 генінің жанында орналасқан және оның белсенділігін ДНҚ-ның арнайы аймағы арқылы реттейді. Дәл осы реттеуші аймақтағы мутация қазіргі еуропалықтардың ата-бабаларында көк көздердің пайда болуының басты себебі деп есептеледі. 2008 жылғы зерттеу Жер бетіндегі барлық көк көзді адамдар 6 000–10 000 жыл бұрын өмір сүрген бір адамның ұрпағы екенін көрсетті.
3. SLC24A4 және SLC45A2 гендері көбінесе ашық реңктер ішіндегі айырмашылықтарға әсер етеді — олар көздің көк, сұр немесе жасылдау болуын анықтайды. Бұл гендер тері мен шаш пигментациясымен де байланысты, сондықтан қызыл шаш пен жасыл көздің немесе ашық тері мен көк көздің жиі бірге кездесуі түсіндіріледі.
4. TYR гені тирозиназа ферментін кодтайды — бұл меланин синтезінің негізгі қатысушысы. Осы гендегі мутациялар альбинизмге әкеледі — пигментацияның толық болмауы, мұндай жағдайда көз қызыл немесе күлгін болып көрінеді, өйткені қан тамырлары көрініп тұрады. Бұл геннің аралық әсерлері өте ашық көк реңктердің қалыптасуына ықпал етеді.

Бұл белгінің полигендік табиғаты екі қоңыр көзді ата-ананың да ашық көзді балаға ие бола алатынын түсіндіреді — генетикалық комбинациялар күтпеген нәтижелер беруі мүмкін.

Реңктер алуан түрлілігінің эволюциялық маңызы

Адамдағы нұрлы қабық түстерінің мұндай кең спектрі приматтар арасында ерекше құбылыс болып табылады. Біздің жақын туыстарымыздың көпшілігінде көз түсі қара, ал мұндай алуан түрлілік тек адамдарға тән. Бұл кездейсоқ емес, эволюциялық процестердің нәтижесі.

Қара көздер ашық күн сәулесі жағдайында айқын артықшылық береді — меланиннің жоғары мөлшері сезімтал тіндерді ультракүлгін сәуледен қорғайды. Сондықтан қара нұрлы қабық тарихи тұрғыда тропикалық және субтропикалық аймақтарда өмір сүрген халықтар арасында кең таралған.

Солтүстік аймақтарда ашық түстердің пайда болуы мен таралу себептері әлі де талқылануда. Ең негізделген гипотезалар мыналар:

• төмен жарық жағдайына бейімделу — ашық көздер әлсіз жарықты жақсырақ қабылдауы мүмкін;
• жыныстық іріктеу әсері — сирек кездесетін көз түсі генетикалық денсаулық пен тартымдылық белгісі ретінде қабылданған болуы мүмкін;
• генетикалық дрейф — шағын оқшауланған популяцияларда белгінің кездейсоқ бекітілуі;
• плейотроптық әсер — ашық көздер басқа белгіге, мысалы, D дәруменін синтездеуге көмектесетін ашық теріге байланысты жанама түрде бекітілген болуы мүмкін.

Бұл гипотезалардың ешқайсысы толық дәлелденбеген, және қазіргі ғалымдар ашық көздердің таралуы бірнеше фактордың бірлескен әсерімен түсіндіріледі деген пікірге бейім.

Сирек кездесетін нұсқалар мен ерекше жағдайлар

Негізгі түстерден бөлек, нұрлы қабық пигментациясына байланысты бірқатар ерекше құбылыстар бар. Олар сирек кездеседі, бірақ ерекше назар аудартады.

Ең қызықты жағдайлар мыналар:

• гетерохромия — көздердің әртүрлі түсті болуы немесе бір көздің ішінде әртүрлі реңктердің болуы; ол туа біткен немесе жарақат, ауру немесе дәрілердің әсерінен пайда болуы мүмкін;
• жасыл көздер — ең сирек кездесетін «қалыпты» түс, шамамен Жер халқының 2%-ында ғана кездеседі және әсіресе Ирландияда, Шотландияда және Венгрияда кең таралған;
• янтарь көздер — феомеланиннің басым болуына байланысты біркелкі алтын-сары реңк;
• альбинизм кезіндегі қызыл және күлгін көздер — пигменттің толық болмауынан қан тамырларының көрінуі нәтижесінде пайда болады;
• жарыққа немесе эмоциялық күйге байланысты түсін өзгертіп көрінетін көздер — бұл мистика емес, қарашық өлшемінің өзгеруі пигмент тығыздығын қабылдауға әсер етеді.

Бұл құбылыстардың барлығы көз түсінің қалыптасу механизмі қаншалықты нәзік екенін және пигменттердің тепе-теңдігі немесе тіндердің оптикалық қасиеттеріндегі аз ғана өзгерістердің мүлде әртүрлі көріністер туғыза алатынын көрсетеді.

Көз түсі — тек эстетикалық ерекшелік емес, ол адамның ата-бабаларының географиясы, эволюциялық қысымдар және генетикалық тарихындағы кездейсоқтықтар туралы ақпарат сақтайтын өзіндік биографиялық жазба іспетті. Геномиканың қарқынды дамуы жақында ғана мүмкін емес болып көрінген мүмкіндіктерді ашуда — бүгінде ДНҚ үлгісі арқылы адамның көз түсін жоғары дәлдікпен болжауға болады, бұл қазірдің өзінде криминалистикада қолданылып жүр. Пигментация механизмдерін түсіну тереңдей түсуде, және әрбір жаңа зерттеу біздің түріміздің ең көзге түсетін әрі таңғаларлық белгілерінің біріне жаңа қыр қосады.