zmysły światła

widzenie jest wykorzystywane przez zwierzęta do określania układu ich otoczenia, a zatem zmysł ten jest szczególnie ważny dla poruszania się. U zwierząt z oczami, które mają dobrą rozdzielczość, widzenie może być używane do identyfikacji obiektów na podstawie ich geometrycznego wyglądu; wymaga to jednak wyrafinowanego mózgu w rodzaju występującego u kręgowców, mięczaków głowonogów, takich jak ośmiornice, i wyższych stawonogów, takich jak pszczoły i skaczące pająki. Wszystkie widzenie lub fotorecepcja opiera się na fotoreceptorach, które zawierają specjalną cząsteczkę wykrywającą światło znaną jako rodopsyna. Rhodopsin wykrywa promieniowanie elektromagnetyczne-światło o długościach fal w zakresie 400-700 nanometrów (1 nm = 10-9m). Istnieją zwierzęta, które mogą wykrywać promieniowanie podczerwone (długości fal większe niż 700 nm); na przykład niektóre węże używają promieniowania podczerwonego do lokalizowania ciepłokrwistej ofiary, a niektóre chrząszcze mogą używać go do wyczuwania pożarów lasów. Jednak zwierzęta, które wykrywają długości fal w podczerwieni, robią to z receptorami, które wyczuwają ciepło lub mechaniczną ekspansję, a nie z fotoreceptorami.

cząsteczka fotoreceptorów rodopsyny składa się z białka zwanego opsyną, które okraka błonę komórkową siedmioma helisami. Tworzą one strukturę z centralnym zagłębieniem, które zawiera grupę chromoforową, która u ludzi nazywana jest siatkówką-aldehydem witaminy A. gdy siatkówka pochłania Foton światła, zmienia swoją konfigurację (z wygiętej formy 11-cis na prostą formę all-trans), uruchamiając szereg reakcji molekularnych, które prowadzą, w ciągu kilku milisekund, do zmiany przepływu jonów przez błonę komórkową. U kręgowców światło powoduje zamknięcie kanałów sodowych, podczas gdy u większości bezkręgowców światło powoduje otwarcie kanałów sodowych. Jedną z funkcji cząsteczki opsyny jest „dostrojenie” grupy chromoforów w celu odpowiedzi na określony zakres długości fal. Tak więc różne opsyny o różnych sekwencjach aminokwasowych pozwalają organizmowi na posiadanie receptorów o różnych reakcjach spektralnych; jest to podstawa widzenia barwnego. U ludzi pręty, które są używane do widzenia w nocy i są wrażliwe na pojedyncze fotony, są maksymalnie wrażliwe na światło niebiesko-zielone (496 nm), a trzy klasy stożków, które pośredniczą w widzeniu kolorów w świetle dziennym, są maksymalnie wrażliwe na światło niebieskie (419 nm), zielone (531 nm) i czerwone (558 nm). U pszczół, które również mają widzenie barw, trzy Maksima są przesunięte w kierunku krótszych długości fal-ultrafioletu (344 nm), niebieskiego (436 nm) i zielonego (556 nm). Receptory ultrafioletowe występują również u ptaków i ryb.

wiele bezkręgowców ma zdolność widzenia i analizy światła spolaryzowanego. Polaryzacja powstaje w wyniku rozpraszania atmosferycznego i odbicia na gładkich powierzchniach, takich jak woda. W świetle spolaryzowanym wszystkie fotony mają swoje pola elektryczne wibrujące w tej samej płaszczyźnie; może to być wykryte przez fotoreceptory, jeśli cząsteczki są odpowiednio wyrównane. Jest to możliwe dzięki wystającej strukturze mikrowitrów receptorów bezkręgowców. Wiele owadów używa polaryzacji, aby określić kierunek słońca, gdy niebo jest zachmurzone, a inne używają jej do wykrywania powierzchni wody.

uzyskaj subskrypcję Britannica Premium i uzyskaj dostęp do ekskluzywnych treści.

układy optyczne oczu rozkładają światło zgodnie z kierunkiem ich pochodzenia, tworząc w ten sposób obrazy, które można wykorzystać do nawigacji i rozpoznawania wzorców. Istnieje około 10 sposobów tworzenia obrazów, w tym otworów, soczewek i luster. Spośród nich jednokomorowe Oczy” typu kamerowego ” kręgowców i głowonogów mają najlepszą rozdzielczość. Ludzkie oko może rozwiązać paski rozmieszczone w odległości 1 minuty łuku (1/60 z 1°) od siebie; jest to wielokrotnie lepsze niż złożone oko pszczoły, które może rozwiązać obiekty oddalone od siebie o około 2,8°-5,4°.