우수 답변
나머지처럼 물고기 척추 동물과 다른 많은 무척추 동물은 빛을인지 할 수있는 메커니즘을 개발했습니다. 물고기의 비전을 봅시다.
- 물고기의 비전 : 물고기의 눈에서 보는 세계
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시력은 우리를 둘러싼 환경의 빛에 대한 인식 일뿐입니다. 물고기는 수중 환경에 살기 때문에 빛이 빠르게 사라집니다. 매우 다른 서식지에 살기 때문에 빛을 감지하는 시스템은 종에 따라 상당히 다릅니다.
- 물의 낮은 조명
물고기의 시각에 대해 이야기하기 전에 깊이가 증가함에 따라 빛의 패턴을 이해하는 것이 중요합니다.
우리가 말했듯이 빛은 깊이와 함께 빠르게 사라지지만 모든 색상이 똑같이하는 것은 아닙니다. 처음 10m에 빨간색 빛이 흡수되고 30m에 주황색과 노란색이, 50m에 녹색과 200m에 파란색이 흡수됩니다. 따라서 다이빙 할 때 불가사리가 검은 색으로 표시됩니다!
물기둥의 빛의 양으로 인해 해양 학자들은 sh two zones : 빛이있는 영역을 포토 틱이라고하고 빛이 도달하지 않는 영역을 aphotic (1,000 미터에서)이라고합니다. 광 영역은 다음과 같이 세분화 할 수 있습니다.
- 유광 영역 : 이것은 가장 표면적이며 광합성 유기체가 광합성을 수행 할 수있는 층입니다. 다양 할 수 있지만 일반적으로 최대 200m까지 도달하는 것으로 간주됩니다.
- 올리고 포틱 구역 : 충분히 수신되는 영역입니다. 생물이 볼 수있는 햇빛이지만 광합성을 수행하기에는 충분하지 않습니다 (200 ~ 1,000m).
- 물고기의 눈
물고기 눈의 조직은 포유류의 조직과 유사하지만 그 특징은 있습니다.
뼈가있는 물고기의 렌즈는 구형이지만 elasmobranch에서는 약간 납작 해져 있으며 각막이 물과 직접 접촉하기 때문에 굴절력이 높습니다. 또한 이미지의 초점을 맞추기 위해 렌즈의 모양을 변경하지 않고 앞뒤로 이동합니다. 이 메커니즘은 뱀에 의해 수행됩니다.
광학 시스템의 또 다른 호기심은 많은 물고기에서 홍채가 수축 할 수 없기 때문에 빛의 강도가 증가하면 동공을 닫을 수 없다는 것입니다. 과다 노출을 방지하기 위해 원뿔과 막대 (광 수용체 세포, 첫 번째는 색을 감지하고 두 번째는 색을 감지하지 않음)가 모양을 바꾸고 멜라노 좀 (색소가있는 세포 기관)이 “그늘”을 만드는 방식으로 배열됩니다. 빛이 부족할 때 반대 과정이 발생합니다.
물고기는 최대 4 가지 원뿔형을 가질 수 있으며 그중 하나는 자외선을 감지합니다. 자외선 원뿔은 플랑크톤을 감지하는 역할을합니다. 일부는 유충일 때만, 다른 일부는 성인 생활의 특정 단계에만 있습니다. 예를 들어, 무지개 송어 (Oncorhynchus mykiss)는 강에 살 때만 먹습니다.
반면에, elasmobranchs 및 심해 물고기와 같이 막대 만있는 물고기가 있기 때문에 색깔을 볼 수 없습니다.
또 다른 주목할만한 차이점은 teleosts에서는 눈이 일생 동안 성장한다는 것입니다. 망막. 또한 망막이 손상되면 재생하는 능력이 있습니다.
마지막으로 일부 야행성 물고기와 상어는 망막 뒤에 빛의 광선으로 되돌아가는 기능을하는 망막 뒤에 태피 텀 루시 덤을 나타냅니다. 시력을 향상시키기 위해 망막에서 탈출했습니다. 여기에는 고양이와 같은 포유류도 있습니다.
- 이주 물고기의 눈 변화
물고기의 적응 능력이 너무 커서 철새 물고기에서는 눈의 변화조차도 발생합니다. 예를 들어 Lampreys는 강에서 바다로 이동하는 물고기입니다. 환경에 따라 색소가 다릅니다. 담수에서는 포르 피 롭신 (빨간색)이고 바다에서는 로돕신 (파란색)입니다.
서식지를 바꾸는 뱀장어도 눈을 바꿀 수 있습니다. 바다로 이동하기 시작하면 눈의 직경이 두 배가되고 수정체의 크기가 증가하며 원뿔의 수가 크게 증가합니다 (이동을 시작하기 전에 광 수용체의 3 \% 만 나타남).
- 심해어의 비전
심해어는 바다 밑바닥의 삶에 대한 적응. 시력의 경우에도 그것들을 제시합니다.
올리고 포 티카 지역에 사는 중저 층 물고기는 눈이 크고 동공이 넓고 렌즈가 큰 것이 특징입니다.망원경 (Gigantura)과 같은 일부 종도 관 모양의 눈을 가지고 있습니다.
투명 머리 물고기 (Macropinna Microstoma) 또한 일반적으로 물고기의 실루엣을 감지하기 위해 위쪽으로 향하는 관 모양의 눈이 있습니다. 이런 유형의 눈을 가진 다른 물고기와 달리 눈을 앞으로 돌릴 수 있습니다.
목욕 성 물고기 (1,000 미터 이하에서 산 ) 일반적으로 반대로 눈이 작거나 퇴화합니다. 이 경우 눈은 나머지 눈에 비해 렌즈가 매우 커서 선명한 이미지를 만들 수 없으며 옆에있는 물체 만 감지 할 수 있습니다.
- 어둠에 대한 비전의 적응
물고기가 밝은 곳에서 어두운 곳으로 갈 때 첫째, 두 번째 조건에 대한 적응은 두 단계로 이루어집니다. 첫 번째 단계에서는 감도가 주로 원뿔로 인한 것이고 두 번째 단계에서는 지팡이가 지배적입니다.
예를 들어 zebrafish (Danio Rerio)에서 첫 번째 단계는 6 분 동안 지속되며 감도는 주로 원뿔 때문입니다. 이 시간이 지나면 감도는 주로 지팡이 때문입니다. 막대가 최고 성능으로 “작동”하려면 20 분의 어두운 적응 기간이 필요합니다.
- 기타 흥미로운 적응 물고기의 눈
눈에 가장 호기심이 많은 물고기의 적응을 보여주는 물고기의 종류가 있습니다. 샘플을 남겨 드리겠습니다.
어류 Limnichthys fasciitis는 얕고 조명이 밝은 물에 사는 작은 동물로 모래에 묻혀 있고 눈만 바깥으로 나옵니다. 망막은 매우 두껍지 만 어느 시점에서 망막이 갑작스럽게 좁아지고이 시점에서 이미지가 확대됩니다. 즉,이 물고기는 망원경으로 볼 수 있습니다. 즉 눈에 망원경이있는 경우입니다.
물고기 Limnichthytes Fasciatus는 텔레스코픽 비전을 가지고 있으며 공중에 적응합니다. 물 밖으로 좋은 시야를 확보하기 위해 각막은 구형이 아닌 삼각형 모양으로 3 개의 평평한 영역을 가지고 있습니다.
수생 및 공중 시야에 극한까지 적응 한 물고기는 네 눈 물고기 (Anableps anableps). 이 민물 종은 각 눈의 위쪽 절반이 물 밖으로 나오고 아래쪽 절반이 안쪽으로 수영합니다. 렌즈와 눈 전체가 극도로 비대칭이므로 물의 외부와 내부 모두 완벽하게 보입니다. 이 물고기를보고 싶다면 물에 반쯤 잠긴 눈으로 헤엄 치는 모습을보고 싶을 것입니다.
보시다시피, 물고기의 시야는 물이 대부분의 해부학 적 구조를 결정하기 때문에 보이는 것보다 훨씬 더 복잡합니다. 눈과 그들의 적응. 물고기의 다른 이상한 시력 사례를 알고 있습니까? 아래에 의견을 남겨주세요.
답변
이 질문의 뒷면은 무엇인가를 보이게하는 것입니다. 사람의 눈에 무언가를 보이게하려면 가시 전자기 스펙트럼 (인간의 경우 약 400-700nm)의 빛과 상호 작용해야합니다.
빛이 물체를 통과 할 때 네 가지 중 하나가됩니다. 발생할 수 있습니다 :
1. 흡수 : 이것은 빛의 광자가 물질의 전자와 상호 작용하고 광자가 전자에게 에너지를 포기할 때 발생합니다. 그 결과 전자가 더 높은 에너지 수준으로 이동하고 광자가 사라집니다. 이렇게하면 개체가 불투명하게 보입니다. 불투명 한 물체의 색상은 흡수하지 못한 주파수 범위에 따라 다릅니다.
2. 반사 : 광자가 전자에게 에너지를 포기하지만 동일한 에너지의 다른 광자가 방출 될 때 발생합니다.
3. 투과 : 광자는 물질의 전자와 상호 작용하지 않으며 빛은 들어오는 것과 동일한 주파수로 물질을 빠져 나갑니다.
4. 산란 : Joshua Engel이 언급했듯이 빛은 물질 또는 물질과 상호 작용합니다. 다른 방향으로 흡수되고 재 방출되는 구조입니다. 하늘색이 왜 파란색일까요?
공기 분자가 드물게 분포되어 있으므로 공기를 통과하는 빛은 작은 (하지만 0이 아닌) 기회가 있습니다. 궤적을 따라 공기 분자와 상호 작용하는 것입니다. 그러나 만약 공기가 많으면 (50 마일 뻗어 있다고 상상해보세요), 이러한 불가능한 상호 작용이 많이 합쳐지고 공기 분자의 효과가 가시화됩니다. 하늘을 파랗게 만드는 현상 인 레일리 산란은 청색 / 보라색 영역의 빛을 선호하며 상호 작용하는 분자가 빛의 파장보다 훨씬 작을 때 발생합니다.
신기루에 대한 참고 사항 : 공기 모두 같은 온도이고 빛은 직선으로 통과합니다. 그러나 일정한 온도 구배가 존재하면 빛은 더 차가운 공기를 향해 곡선 경로를 따라갑니다. 더운 여름날, 도로는 “젖은”것처럼 보일 수 있지만 실제로 우리가보고있는 것은 곡선 경로를 따라가는 하늘의 광자입니다.온도 구배는 우리의 뇌가 물로 해석하는 하늘의 빛을 반사하는 효과가 있습니다.