os sentidos da luz

a visão é usada pelos animais para determinar a disposição do seu entorno, pelo que este sentido é particularmente importante para a locomoção. Em animais com olhos que têm boa resolução, a visão pode ser utilizada para identificar objetos a partir de sua aparência geométrica; no entanto, isto requer um cérebro sofisticado do tipo encontrado em vertebrados, cefalópode moluscos como o polvo, e mais de artrópodes, tais como abelhas e salto aranhas. Toda a visão, ou fotorrecepção, depende de fotorreceptores que contêm uma molécula especial de detecção de luz conhecida como rhodopsina. Rhodopsin detecta radiação eletromagnética-luz com comprimentos de onda na faixa de 400-700 nanómetros (1 nm = 10−9m). Há alguns animais que podem detectar radiação infravermelha (comprimentos de onda superiores a 700 nm); por exemplo, algumas cobras usam radiação infravermelha para localizar presas de sangue quente, e alguns besouros podem usá-la para detectar incêndios florestais. No entanto, animais que detectam comprimentos de onda no infravermelho fazem isso com receptores que sentem calor ou expansão mecânica, ao invés de com fotorreceptores.

O rhodopsin molécula de fotorreceptores consiste de uma proteína chamada opsin que atravessa a membrana celular, com sete hélices. Estes formam uma estrutura com uma cavidade central que contém um grupo cromóforo, que em humanos é chamado de retina—o aldeído da vitamina A. Quando a retina absorve um fóton de luz, muda a sua configuração (do dobrado 11-cis formulário para a reta all-trans-forma), desencadeando uma série de reações moleculares que levam, dentro de poucos milissegundos, para uma alteração no fluxo de íons através da membrana celular. Em vertebrados a luz causa o fechamento dos canais de sódio, enquanto na maioria dos invertebrados a luz resulta na abertura dos canais de sódio. Uma das funções da molécula de opsin é “sintonizar” o grupo cromóforo para responder a uma determinada gama de comprimentos de onda. Assim, diferentes opsinas com diferentes sequências de aminoácidos permitem que um organismo tenha receptores com diferentes respostas espectrais; esta é a base da visão cromática. Nos seres humanos as hastes, que são utilizados para a visão nocturna e são sensíveis a única fótons, são extremamente sensíveis ao azul luz verde-(496 nm), e as três classes de cones, que faz a mediação da visão de cores em data, são extremamente sensíveis ao azul (419 nm), verde (531 nm) e vermelho (558 nm) de luz. Em abelhas, que também têm visão colorida, os três máximos são deslocados para comprimentos de onda mais curtos—ultravioleta (344 nm), azul (436 nm) e verde (556 nm). Receptores ultravioletas também são encontrados em aves e peixes.

Muitos invertebrados têm a capacidade de ver e analisar a luz polarizada. A polarização surge da dispersão atmosférica e reflexão em superfícies lisas como a água. Na luz polarizada, todos os fótons têm seus campos elétricos vibrando no mesmo plano; isso pode ser detectado por fotorreceptores se as moléculas estiverem adequadamente alinhadas. A estrutura de microvillus projetada dos receptores invertebrados torna isso possível. Muitos insetos usam polarização para determinar a direção do sol quando o céu está nublado, e outros usam-no para detectar superfícies de água.