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Pesce, come il resto dei vertebrati e di molti altri invertebrati, hanno sviluppato meccanismi per poter percepire la luce, che scompare rapidamente con la profondità. Vediamo la visione nel pesce.
- LA VISIONE IN PESCE: IL MONDO DAGLI OCCHI DI UN PESCE
La visione non è altro che la percezione della luce dellambiente che ci circonda. Poiché i pesci vivono nellambiente acquatico, la luce si spegne rapidamente. Inoltre, perché vivono in habitat molto diversi, il sistema di percezione della luce varia notevolmente tra le specie.
- LA BASSA LUCE DELLACQUA
Prima di iniziare a parlare della visione nei pesci, è importante comprendere lo schema della luce allaumentare della profondità.
Come abbiamo detto, la luce scompare rapidamente con la profondità, ma non tutti i colori lo fanno allo stesso modo: la luce rossa viene assorbita nei primi 10 metri; arancio e giallo a 30 m; verde a 50 me blu a 200 m. Per questo quando ci immergiamo vediamo la stella marina in nero!
La quantità di luce nella colonna dacqua ha reso gli oceanografi distingui sh due zone: larea dove cè la luce è detta fotica e in cui la luce non la raggiunge è detta afotica (da 1.000 metri). La zona fotica può essere suddivisa in:
- Zona eufotica: è la più superficiale ed è lo strato in cui gli organismi fotosintetici possono eseguire la fotosintesi. Sebbene possa variare, di solito si considera che arrivi fino a 200 m.
- Zona oligofotica: Questa è larea che riceve abbastanza luce solare che gli organismi possono vedere, ma non è sufficiente per effettuare la fotosintesi (tra 200 e 1.000 m).
Lorganizzazione degli occhi di pesce è simile a quella dei mammiferi, sebbene abbia le sue particolarità.
Le lenti dei pesci ossei sono sferiche, mentre negli elasmobranchi sono leggermente appiattite, e hanno un elevato potere rifrattivo perché la cornea è a diretto contatto con lacqua. Inoltre, per mettere a fuoco le immagini, non cambiano la forma della lente ma le spostano avanti o indietro. Questo meccanismo è svolto anche dai serpenti.
Unaltra curiosità del sistema ottico è che, in molti pesci, liride non può contrarsi, quindi non possono chiudere la pupilla se lintensità della luce aumenta. Per evitare la sovraesposizione, i coni e i bastoncelli (le cellule dei fotorecettori, i primi rilevano i colori e il secondo no) cambiano forma e i melanosomi (organelli con pigmento) vengono disposti in modo da “ombreggiare”. Il processo opposto si verifica quando la luce è scarsa.
I pesci possono avere fino a 4 diversi tipi di cono, uno dei quali rileva la luce ultravioletta. I coni ultravioletti servono per rilevare il plancton, sebbene non tutti li abbiano. Alcuni li hanno solo quando sono larve e altri solo durante alcune fasi della vita adulta. Ad esempio, la trota iridea (Oncorhynchus mykiss) li ha solo quando vive nel fiume.
Daltra parte, ci sono pesci che hanno solo canne, come elasmobranchi e pesci di acque profonde, quindi non possono vedere i colori.
Unaltra differenza notevole è che nei teleostei gli occhi crescono per tutta la vita e, quindi, così fa la retina. Inoltre, la retina ha la capacità di rigenerarsi se danneggiata.
Infine, alcuni pesci e squali notturni, tra gli altri, presentano il tapetum lucidum dietro la retina, la cui funzione è quella di restituire alla retina i raggi di luce che sono scappati dalla retina, per migliorare la vista. Questo ha anche alcuni mammiferi, come il gatto.
- CAMBIAMENTI NEGLI OCCHI NEI PESCI MIGRATORI
La capacità di adattamento del pesce è così grande che anche i cambiamenti negli occhi si verificano nei pesci migratori. Le lamprede, ad esempio, sono pesci che migrano dai fiumi ai mari. In ogni ambiente hanno un pigmento diverso: nellacqua dolce è Porfiropsin (colore rosso) e nel mare è rodopsina (blu).
Le anguille, che cambiano anche habitat, possono anche modificare i loro occhi. Quando stanno per iniziare la migrazione verso il mare, il diametro dellocchio viene raddoppiato, la lente aumenta di dimensioni e il numero di coni aumenta in modo significativo (rappresentano solo il 3\% dei fotorecettori prima di iniziare la migrazione), tra gli altri cambiamenti.
- LA VISIONE NELLA PESCA PROFONDA
I pesci di acque profonde presentano una serie di adattamenti alla vita nei fondali degli oceani. Nel caso della visione, li presentano anche.
I pesci mesopelagici (che vivono nella zona oligofotica) sono caratterizzati per avere occhi grandi, con pupille larghe e grandi lenti.Alcune specie, come il telescopio (Gigantura), hanno anche occhi tubolari.
Il pesce testa trasparente (Macropinna Microstoma) ha anche occhi tubolari, che di solito sono diretti verso lalto per rilevare le sagome del pesce. A differenza di altri pesci con questo tipo di occhi, puoi ruotare gli occhi in avanti.
Il pesce batipelagico (vive sotto i 1.000 metri ) di solito hanno, al contrario, occhi piccoli o li degenerano. In questo caso, gli occhi hanno lenti molto grandi, rispetto al resto dellocchio, il che non consente loro di creare immagini nitide e, inoltre, possono rilevare solo gli oggetti accanto a loro.
- LADATTAMENTO DELLA VISIONE ALLE TENEBRE
Quando un pesce passa dallessere una zona illuminata a una zona buia uno, ladattamento alla seconda condizione avviene in due fasi: nella prima fase la sensibilità è principalmente dovuta ai coni, mentre nella seconda fase dominano le canne.
Nel pesce zebra (Danio Rerio), ad esempio, la prima fase dura 6 minuti e la sensibilità è dovuta principalmente ai coni. Trascorso questo tempo, la sensibilità è dovuta principalmente alle canne. Affinché le canne “funzionino” al massimo delle prestazioni, hanno bisogno di un periodo di adattamento al buio di 20 minuti.
- ALTRI CURIOSI ADATTAMENTI DI GLI OCCHI DI PESCE
Ci sono alcune specie di pesci che presentano degli adattamenti tra i più curiosi negli occhi. Vi lasciamo un campione.
La fascite di pesce Limnichthys è un piccolo animale che vive in acque poco profonde e ben illuminate, che è sepolto nella sabbia e solo gli occhi escono verso lesterno. La retina è molto spessa, ma a un certo punto presenta un brusco restringimento della retina, che ingrandisce le immagini in questo punto. In altre parole, questo pesce ha una visione telescopica, cioè se avesse un telescopio negli occhi.
Il pesce I Limnichthytes Fasciatus hanno una visione telescopica, inoltre li hanno adattati allaria. Per avere una buona visuale fuori dallacqua, la cornea, invece di essere sferica, ha una forma triangolare, con tre zone piatte.
Un pesce con ladattamento alla visione acquatica e aerea allestremo è il pesce a quattro occhi (Anableps anableps). Questa specie dacqua dolce nuota con la metà superiore di ciascun occhio fuori dallacqua e con la metà inferiore allinterno. Sia le lenti che lintero occhio sono estremamente asimmetrici, quindi sembrano perfettamente sia allesterno che allinterno dellacqua. Se vuoi vedere questo pesce come nuoti con gli occhi semisommersi nellacqua.
Come hai visto, la visione nei pesci è molto più complessa di quanto sembri, poiché lacqua determina in gran parte lanatomia di gli occhi e i loro adattamenti. Conosci qualche altro curioso caso di visione nei pesci? Lascia il tuo commento qui sotto.
Risposta
Il rovescio della medaglia di questa domanda è: cosa rende visibile qualcosa? Affinché qualcosa sia visibile allocchio umano, deve interagire con la luce nello spettro elettromagnetico visibile (circa 400 – 700 nm per gli esseri umani).
Quando la luce passa attraverso un oggetto, una delle quattro cose può succedere:
1. Assorbimento: si verifica quando i fotoni della luce interagiscono con gli elettroni nel materiale e il fotone cede la sua energia allelettrone. Il risultato è che lelettrone si sposta a un livello di energia più alto e il fotone scompare. Questo rende gli oggetti opachi. Il colore di un oggetto opaco dipende dalla gamma di frequenze che non ha assorbito.
2. Riflessione: si verifica quando il fotone cede la sua energia allelettrone, ma viene emesso un altro fotone di identica energia.
3. Trasmissione: il fotone non interagisce con nessun elettrone nel materiale e la luce esce dal materiale alla stessa frequenza con cui è entrata.
4. Scattering: come menziona Joshua Engel, la luce interagisce con la materia o strutture nella materia, essendo assorbite e riemesse in una direzione diversa. Perché il cielo è blu?
Le molecole daria sono scarsamente distribuite, quindi la luce che passa attraverso laria ha una piccola possibilità (ma non nulla) di interagire con le molecole daria lungo la sua traiettoria. Tuttavia, se cè molta aria (immagina un tratto di 50 miglia), molte di queste improbabili interazioni si sommano e leffetto delle molecole daria diventa visibile. Lo scattering di Rayleigh, che è il fenomeno che causa lazzurro del cielo, favorisce la luce nelle regioni blu / viola e si verifica quando le molecole interagenti sono molto più piccole della lunghezza donda della luce.
Una nota sui miraggi: quando laria ha la stessa temperatura, la luce la attraversa in linea retta. Tuttavia, se esiste un gradiente di temperatura costante, la luce seguirà un percorso curvo verso laria più fresca. In una calda giornata estiva, la strada può sembrare “bagnata”, ma quello che “stiamo effettivamente vedendo sono i fotoni del cielo che prendono un percorso curvo”.Il gradiente di temperatura in effetti riflette la luce del cielo, che il nostro cervello interpreta come acqua.