У Limulus два глаза сложной конструкции, расположенных по обе стороны панциря. Каждый глаз состоит примерно из 800 светочувствительных элементов, именуемых омматидиями. Под воздействием света каждый омматидий посылает мозгу сигнал, соответствующий интенсивности светового воздействия. Таким образом, система визуального восприятия, по существу, создает карту интенсивности света, поступающего в глаз.
Ключевое открытие Хартлайна состояло в том, что эта карта в мозгу Limulus не обеспечивает совершенного отображения света, поступающего извне. Наоборот, информация об интенсивности света изменяется в соответствии со строгой процедурой. Если от одной области глаза поступает сильный сигнал, то сигналы от других близких к ней областей подавляются. Этот процесс называется латеральным торможением. Основной результат латерального торможения состоит в усилении контраста в поступающей визуальной информации, чтобы светлые области более четко отличались от темных. Это похоже на действие алгоритмов обработки сигналов, которые используются для восстановления старых изображений или видеоматериалов, выцветших или с течением времени утративших контрастность. Конкретно для Limulus результат латерального торможения состоит в том, что контраст между зоной интенсивного света и сопредельными областями на карте интенсивности светового воздействия в его мозгу увеличивается.
Исследование Хартлайна вызвало множество новых вопросов, но, пожалуй, самый острый из них – для какой цели у Limulus выработалась эта способность? Что хорошего в способности увеличивать контрастность приходящих визуально воспринимаемых сигналов?
В 1982 г. группа, руководимая учеником Хартлайна Робертом Барлоу, провела эксперимент, который позволил частично ответить на этот вопрос. Весь ход эволюции показывает, что нет более важного действия, чем спаривание (и мы знаем людей, которые с этим полностью согласны). Выводы Барлоу свидетельствуют о том, что латеральное торможение зрительной системы Limulus имеет решающее значение для нахождения партнера (27). Сотрудники Барлоу сделали цементные панцири, различные по форме и цвету, и разложили их на берегу во время брачного периода. Как и в случае с венериными мухоловками, в смысле интеллекта самцы мечехвостов оказались отнюдь не гениями. Они раз за разом настойчиво пытались спариваться с цементными панцирями. Но важно отметить, что их романтические поползновения при этом были направлены в основном на панцири, по форме походившие на женские, а также резко контрастировавшие по цвету с песком. Это говорит о том, что найти пару помогает зрение; именно оно позволяет определять объекты, наиболее сходные с женскими особями мечехвостов.
Представьте себе самца мечехвоста, который выкарабкивается на берег. Его первейшая цель – быстро найти подходящую женскую особь. Скорей всего, он никогда прежде не видел этой части берега. Солнца может