Lichtzintuigen

zicht wordt door dieren gebruikt om de lay-out van hun omgeving te bepalen, en daarom is dit gevoel bijzonder belangrijk voor de voortbeweging. Bij dieren met ogen die een goede resolutie, visie kan worden gebruikt om objecten te identificeren van hun geometrische uiterlijk; echter, dit vereist een verfijnde hersenen van het soort gevonden in gewervelde dieren, koppotigen weekdieren zoals octopus, en hogere geleedpotigen, zoals bijen en springspinnen. Al visie, of photoreception, baseert zich op photoreceptors die een speciale licht-het ontdekken molecuul bevatten die als rhodopsin wordt bekend. Rhodopsin detecteert elektromagnetische straling-licht met golflengten in het bereik 400-700 nanometer (1 nm = 10−9m). Er zijn sommige dieren die infrarode straling kunnen detecteren (golflengten groter dan 700 nm); bijvoorbeeld, sommige slangen gebruiken infrarode straling om warmbloedige prooien te lokaliseren, en bepaalde kevers kunnen het gebruiken om bosbranden te voelen. Echter, dieren die golflengten in het infrarood detecteren doen dit met receptoren die warmte of mechanische expansie voelen, eerder dan met fotoreceptoren.

het rhodopsin-molecuul van fotoreceptoren bestaat uit een eiwit dat opsine wordt genoemd en dat zich over het celmembraan uitstrekt met zeven helices. Deze vormen een structuur met een centrale holte die een chromofore groep bevat, die in mensen retinale wordt genoemd-het aldehyde van vitamine A. Wanneer het netvlies een foton van licht absorbeert, verandert het zijn configuratie (van de gebogen 11-cis vorm aan de rechte alle-trans vorm), die een reeks moleculaire reacties veroorzaken die, binnen enkele milliseconden, tot een verandering in de stroom van ionen door het celmembraan leiden. Bij gewervelde dieren veroorzaakt licht de sluiting van natriumkanalen, terwijl bij de meeste ongewervelde dieren licht resulteert in de opening van natriumkanalen. Één van de functies van de opsinmolecule is om “af te stemmen” de chromophore groep om aan een bepaalde waaier van golflengten te antwoorden. Aldus, staan de verschillende opsins met verschillende aminozuuropeenvolgingen een organisme toe om receptoren met verschillende spectrale reacties te hebben; dit is de basis van kleurenvisie. Bij mensen zijn de staafjes, die voor nachtzicht worden gebruikt en gevoelig zijn voor enkele fotonen, maximaal gevoelig voor blauwgroen licht (496 nm), en de drie klassen van kegels, die kleurzicht in daglicht bemiddelen, zijn maximaal gevoelig voor blauw (419 nm), groen (531 nm) en rood (558 nm) licht. Bij bijen, die ook kleurenzicht hebben, worden de drie maxima verschoven naar kortere golflengten: ultraviolet (344 nm), blauw (436 nm) en groen (556 nm). Ultraviolet receptoren worden ook gevonden in vogels en vissen.

veel ongewervelde dieren kunnen gepolariseerd licht zien en analyseren. Polarisatie ontstaat door atmosferische verstrooiing en reflectie op gladde oppervlakken zoals water. In gepolariseerd licht hebben alle fotonen hun elektrische velden die in hetzelfde vlak trillen; dit kan door fotoreceptoren worden gedetecteerd als de molecules correct worden uitgelijnd. De projecterende microvillus-structuur van ongewervelde receptoren maakt dit mogelijk. Veel insecten gebruiken polarisatie om de richting van de zon te bepalen wanneer de hemel bewolkt is, en anderen gebruiken het om wateroppervlakken te detecteren.

De optische systemen van ogen breken licht af volgens de richting van herkomst en vormen zo beelden die kunnen worden gebruikt voor navigatie en patroonherkenning. Er zijn ongeveer 10 manieren van het vormen van beelden, met inbegrip van gaatjes, lenzen, en spiegels. Van deze, de eenkamervormige “camera-type” ogen van gewervelde dieren en koppotigen hebben de beste resolutie. Het menselijk oog kan strepen oplossen tussen 1 boogminuut (1/60 van 1°) uit elkaar; dit is vele malen beter dan het samengestelde oog van een bij, die objecten kan oplossen die ongeveer 2.8°-5.4° uit elkaar liggen.