Valoaisteja

näköä määrittääkseen ympäristönsä sijoittelun, joten tämä aisti on erityisen tärkeä liikkumiselle. Eläimillä, joiden silmät ovat hyvin erotuskykyisiä, näkökykyä voidaan käyttää kohteiden tunnistamiseen niiden geometrisen ulkonäön perusteella; tämä edellyttää kuitenkin sellaisia kehittyneitä aivoja kuin selkärankaisilla, pääjalkaisten nilviäisillä, kuten mustekaloilla, ja korkeammilla niveljalkaisilla, kuten mehiläisillä ja hyppyhämähäkeillä. Kaikki näkö eli fotoreseptio perustuu fotoreseptoreihin, jotka sisältävät erityisen valoa havaitsevan molekyylin nimeltä rhodopsiini. Rhodopsiini havaitsee sähkömagneettista säteilyä-valoa, jonka aallonpituudet ovat välillä 400-700 nanometriä (1 nm = 10-9m). Jotkin eläimet voivat havaita infrapunasäteilyä (aallonpituudet yli 700 nm); esimerkiksi jotkin käärmeet käyttävät infrapunasäteilyä lämminveristen saaliseläinten paikantamiseen, ja jotkin kovakuoriaiset voivat käyttää sitä metsäpalojen aistimiseen. Kuitenkin eläimet, jotka havaitsevat aallonpituuksia infrapunassa, tekevät tämän reseptoreilla, jotka aistivat lämpöä tai mekaanista laajenemista, eivätkä fotoreseptoreilla.

fotoreseptorien rodopsiinimolekyyli koostuu opsiini-nimisestä proteiinista, joka jakaa solukalvon seitsemällä kierteellä. Nämä muodostavat rakenteen, jonka keskusontelossa on kromoforiryhmä, jota ihmisillä kutsutaan retinaaliksi—A-vitamiinin aldehydiksi.kun verkkokalvon absorboi valon fotonin, se muuttaa konfiguraatiotaan (taivutetusta 11-cis-muodosta suoraksi all-trans-muodoksi) ja käynnistää sarjan molekyylireaktioita, jotka johtavat muutamassa millisekunnissa ionien virtauksen muutokseen solukalvon läpi. Selkärankaisilla valo aiheuttaa natriumkanavien sulkeutumista, kun taas useimmilla selkärangattomilla valo johtaa natriumkanavien avautumiseen. Yksi opsiinimolekyylin tehtävistä on” virittää ” kromoforiryhmä vastaamaan tietylle aallonpituusalueelle. Niinpä erilaiset opsiinit, joissa on erilaisia aminohapposekvenssejä, mahdollistavat eliöllä reseptoreita, joilla on erilaiset spektrivasteet; tämä on värinäön perusta. Ihmisillä pimeänäköön käytettävät sauvat, jotka ovat herkkiä yksittäisille fotoneille, ovat maksimaalisesti herkkiä sinivihreälle valolle (496 nm), ja kolme tappiluokkaa, jotka välittävät värinäön päivänvalossa, ovat maksimaalisesti herkkiä siniselle (419 nm), vihreälle (531 nm) ja punaiselle (558 nm) valolle. Mehiläisillä, joilla on myös värinäkö, kolme maksimia siirtyvät kohti lyhyempiä aallonpituuksia: ultravioletti (344 nm), sininen (436 nm) ja vihreä (556 nm). Ultraviolettireseptoreita on myös linnuilla ja kaloilla.

monilla selkärangattomilla on kyky nähdä ja analysoida polarisoitunutta valoa. Polarisaatio syntyy ilmakehän sironnasta ja heijastumisesta sileillä pinnoilla, kuten vedessä. Polarisoituneessa valossa kaikkien fotonien sähkökentät värähtelevät samassa tasossa; tämä voidaan havaita fotoreseptoreilla, jos molekyylit ovat sopivasti linjassa. Selkärangattomien reseptorien ulkoneva microvillus-rakenne mahdollistaa tämän. Monet hyönteiset käyttävät polarisaatiota selvittääkseen auringon suunnan, kun taivas on pilvinen, ja toiset käyttävät sitä veden pinnan havaitsemiseen.

silmien optiset järjestelmät hajottavat valoa sen alkuperäsuunnan mukaan ja muodostavat siten kuvia, joita voidaan käyttää navigointiin ja kuviotunnistukseen. On olemassa noin 10 tapaa muodostaa kuvia, kuten neulanreiät, linssit, ja Peilit. Näistä selkärankaisten ja pääjalkaisten yksikamarisilla ”kameratyyppisillä” silmillä on paras erottelukyky. Ihmissilmä voi ratkaista raidat välein 1 minuutin kaaren (1/60 of 1°) välein; tämä on monta kertaa parempi kuin mehiläisen verkkosilmä, joka pystyy ratkaisemaan noin 2,8°-5,4° välein olevia kohteita.