مقاله درباره حس بینایی حیوانات

[asdbov]

نگاهی به چگونگی حس بینایی در انواع جانوران


بدون تردید حس بینایی یکی از مهمترین حس های بدن نسبت به سایرحس‌ها می باشد. توسط نور می توان تصویر جامعی از محیط دور و یا نزدیک را به‌وسیله ساختمان های کمکی مناسب ( ازجمله کره چشم) به وجود آورد.

اطلاعات حاصل از نور به اختلافات شدت (Intensity) آن بستگی دارد، زیرا محیط روشن و یکنواخت اطلاعات جالب توجهی را انتقال نمی دهد. اختلاف های طول موج ( Wavelength ) یا رنگ ( Color) دارای اطلاعات بیشتری می باشند. سرانجام ، برای جانورانی که دارای اندام کمکی مناسب هستند، سطح پلاریزاسیون (plane of polarization) نور نیز اطلاعات زیادی را فراهم می کند. انتقال نور از نظر جانداران آنچنان سریع است(۳۰۰۰۰۰ km/s) که درآن هیچ‌گونه تاخیری وجود ندارد . این بدان معنی است که تغییرات محیط به طور آنی دریافت می شوند، به استثنای زمانی که حرف تولید و انتقال علائم به سیستم عصبی می شود. برای مثال مطلب بالا را می توان با کندی دریافت علائم بویایی مقایسه کرد.

حساسیت به نور در بین جانوران به طور گسترده ای وجود دارد و حتی بسیاری از جانوران تک سلولی نیز نسبت به نور حساس هستند. جانوران پر سلولی معمولا حس تشخیص نور را در نقاطی موسوم به لکه های چشمی (Eye-spots) متمرکز و محدود نموده اند و چنانچه روی این لکه های چشمی را از یک طرف بپوشانیم این جانوران نسبت به جهت نور نیز حساس می‌گردند. جانوران عالی تر ساختمان‌های پیچیده تری دارند که به نور حساس می‌باشند و این ساختمان ها در نهایت به چشم های تصویر ساز بسیار خوبی ختم می شوند. در پنج شاخه از جانوران چشم‌های تصویر‌ساز کاملا پیشرفته ای یافت می شود: مرجانیان، کرم های حلقوی ، نرم‌تنان ، بندپایان و مهره داران. طرح و چگونگی رشد چشم ها در گروه های مزبور با یکدیگر تفاوت دارد و باید فرض نمود که چشمها در این جانوران مستقل از یکدیگر توسعه یافته اند.

آنچه انسان به صورت نور مشاهده می کند، طول موج بسیار محدودی ، بین ۳۸۰ تا ۷۶۰ نانومتر ، از طیف وسیع اشعه الکترو مغناطیسی است که از اشعه بسیار کوتاه تا امواج بلند رادیویی را در بر می گیرد .حساسیت بینایی اکثر جانوران دیگر در همان حدود طول موج مرئی برای انسان یا بسیار نزدیک به آن می باشد. حقیقت جالب توجه این است که نه تنها جانوران ، بلکه گیاهان نیز تحت تاثیر همین طول موج نسبت به نور واکنش نشان می دهند. این امر شامل گیاهانی است که از طریق فتوسنتز و فتوتروپیسم رشد می کنند. همان طور که ذکر شد ، طول موج مزبور در بالا برای جانوران به طور کامل یکسان نیست . برای مثال بینایی حشرات از نزدیکی اشعه فرا بنفش تا نزدیک به طول موجهای کمی کوتاه تر از نور مرئی برای چشم مهره داران گسترش یافته است. این مطلب از توانایی زنبور عسل در تشخیص هر رنگ طبیعی بین ۳۱۳ و۶۵۰ نانومتر از نور سفید آشکار گردید.

این توانایی به شدت نور بستگی ندارد بلکه مربوط به اختلاف طول موج ها می‌باشد؛ یعنی بینایی رنگ. شبکه چشم پستانداران نسبت به نور فرابنفش حساس است ، اما این طول موج اصولاَ به علت زردی جزئی عدسی چشم که به صورت یک صافی عمل می‌کند ، به شبکیه نمی رسد. افرادی که عدسی آنها به علت آب مروارید (Cataract ) برداشته شده است ، می توانند نور نزدیک به فرا بنفش را که پیش از این برای آنها قابل رویت نبود احساس کنند. همه حیوانات نمی‌توانند مانند انسان ببینند، خیلی از حیوانات دنیا را در‌هاله‌ای از رنگ خاکستری یا بسیار کمرنگ می‌بینند اما بعضی از آنها می‌توانند در تاریکی مطلق ببینند و بعضی دیگر رنگ‌هایی که در دامنه دید انسان نیستند را نیز تشخیص می‌دهند، رنگ‌هایی که هیچ وقت انسان ندیده است، حتی تعدادی چشم‌هایی دارند که به آنها در شکار موجودات از صدها متر فاصله کمک می‌کند.

در این مقاله نوع دید چند گونه از حیوانات مورد مطالعه قرار گرفته است اما قبل از آن لازم است نگاهی اجمالی به تکامل چشم در جانداران داشته باشیم. نخستین و ساده‌ترین نوع چشم که به آن ‏Pigment spot‏ می‌گویند از چند رشته عصبی تشکیل شده که فقط به نور مرئی پاسخ می‌دهد و حالت کامل یافته‌تر آن ‏Pigment pit‏ است که علاوه بر تشخیص نور به خاطر وجود حفره چشمی می‌تواند سمت آن را تشخیص دهد. در مسیر تکامل به حالت ‏Pin honeeye‏ و سپس ‏Lens eye‏ و در نهایت چشم پیچیده انسان ‏Complex eye‏ می‌رسیم. ‏





● دید حشرات ‏

بسیاری از حشرات چشم مرکب ‏Lens eye‏ دارند که از صدها یا هزاران لنز کوچک تشکیل شده که به شکل کندوی عسل در کنار هم قرار گرفته‌اند. برخلاف تصور عوام که حشرات در یک زمان، صدها کپی از یک تصویر را نمی‌بینند بلکه هر لنز قسمت کوچکی از تصویر کلی را می‌گیرد و الگو و شکلی شبیه موزاییک درست می‌کند، یک چشم مرکب (‏Praying Mantise‏) می‌تواند از ده تا سی هزار قسمت تشکیل شده باشد که بسته به نوع حشره متفاوت است. برای مثال چشم (‏dragon Fly‏) سنجاقک و آخوندک بیشترین تعداد قسمت‌ها (بالای سی هزار تا) را دارد. آنها دید موزاییکی دارند و آنچه را که ما به وضوح می‌بینیم آن‌ها به صورت شطرنجی می‌بینند. ‏





● دید زنبور

زنبورها هم از چشم مرکب استفاده می‌کنند اما آنها توانایی تشخیص رنگ قرمز را ندارند. دنیای زنبورها بیشتر از رنگ‌های زرد، سبز و آبی تشکیل شده است. گلی که ما به رنگ قرمز می‌بینیم آنها به رنگ آبی می‌بینند، همچنین زنبورها می‌توانند دامنه فرابنفش را ببینند با بسامد بیشتر از نور مرئی و طول موج کمتر (امواج الکترومغناطیس از رادیویی تا گاما قرار دارند که نور مرئی در میانه آن قرار دارد، فرابنفش بالاتر و فرو سرخ کمتر).‏ ‏ میگو و خرچنگ کمترین تکامل دید را دارند. آنها نیز از چشم مرکب ‏Compound eye‏ مانند حشرات استفاده می‌کنند با این تفاوت که جزئیات کمتری می‌بینند. خوشبختانه میگوها و خرچنگ‌ها در گرفتن سیگنال‌ها از حرکت‌های ناگهانی بسیار قوی هستند و این یک راه دفاعی بسیار خوب برای آنها به شمار می‌رود. ‏





● دید پرندگان

پرندگانی که در روز پرواز می‌کنند گستره رنگی وسیع‌تری نسبت به انسان دارند که شامل نور فرابنفش نیز می‌شود و باید گفت که ما انسان‌ها هیچ وقت نمی‌توانیم این طیف رنگ‌ها را ببینیم. به خاطر همین است که ارزیابی دید این پرندگان و تقلید از آنها بسیار مشکل است. پرندگان شکاری مانند عقاب، کرکس، شاهین و قرقی به خاطر داشتن دید و چشمی تیزبین که آنها را قادر به دیدن شکار از فاصله چند صد‌متری می‌کند که حتی می‌توانند یک نقطه را بزرگ‌تر از محل‌های دیگر و دقیق‌تر ببینند، شناخته شده هستند. ‏





● دید مارها ‏

مارها از چشمان عادی خود در طول روز استفاده می‌کنند اما در شب از جفت دیگر چشمانشان که در زیر چشم اصلی آنها قرار دارد و ‏Pitorgan‏ گفته می‌شود بهره می‌برند. این چشمان فرعی می‌توانند سیگنال‌هایی را از اجسام گرم پیرامون خود بگیرند. مکانیسم عمل اینها به صورت دریافت ‏infrared Heat‏ است که با توجه به این امواج حتی می‌توانند جهت قرارگیری جسم را تعیین کنند. در طول روز دید مارها وابستگی زیادی به حرکت دارد و در واقع اگر شکار آنها کاملاً بی‌حرکت باشد آنها نمی‌توانند آن را ببینند و از آن صرفنظرمی‌کنند. ‏





‏ ● ‏دید تک سمیان ‏

اسب‌ها و حیوانات مشابه آن مانند گورخر و الاغ دارای چشمانی هستند که در برجسته کردن محیط دوطرف سر به آنها کمک می‌کند، این امتیاز آنها را قادر می‌سازد تا در مواقع لزوم از دست شکارچیان فرار کنند. ایراد دید آنها این است که آنها دید دو چشمی ندارند

(‏Binocular vision‏). اسب‌ها همیشه دو تصویر می‌بینند ولی نمی‌توانند این تصاویر را به یکدیگر وصل کنند، با وجود اینکه دید محیطی و دید شبی اسب‌ها نسبت به انسان بهتر است ولی تشخیص رنگ آنها ضعیف است، آنها می‌توانند رنگ سبز و آبی را تشخیص دهند اما بیشتر دید آنها از طیف‌هایی از خاکستری تشکیل شده است. ‏





● دید سگ و گربه ‏

به طور کلی پذیرفته شده است که سگ‌ها و گربه‌ها کوررنگ هستند. آنها فقط سایه کمرنگی از رنگ‌ها را می‌بینند و بعضی از آنها دیدی مشابه انسان‌های کور رنگ دارند که با آنها قابل مقایسه است. انسان‌های کوررنگ غالباً قادر به تشخیص رنگ قرمز و سبز نیستند. همچنین سگ‌ها و گربه‌ها نیز دید محیطی و شبانه بهتری نسبت به ما دارند با چشمانی که بسیار حساس به حرکت است. این ویژگی به آنها کمک می‌کند تا برای بقای خود هر چه بهتر شکار کنند. ‏





● دید کوسه‌ها ‏

با وجود اینکه دید کوسه‌ها بسیار شبیه ماست یعنی هر دو شامل شبکیه، لنز، عنبیه، قرنیه و مردمک هستند ولی توانایی دید ما اندکی متفاوت است زیرا کوسه‌ها سلول‌های مخروطی شبکیه را ندارند در نتیجه قادر به تشخیص رنگ‌ها نیستند. به علاوه چشمان کوسه‌ها طوری طراحی شده که قادر به دریافت حداکثر نور تا حد ممکن هستند تا بتوانند اعماق آب‌های تیره را ببینند، با وجود اینکه آنها می‌توانند در این نور اجسام تا فاصله ۱۸ متری را هم ببینند ولی هنوز هم دید آنها به تیزی دید ما نیست. ‏ در پایان قابل ذکر است غالب حیوانات قادر به دیدن تصاویر سه بعدی نیستند زیرا بیشتر آنها چشمانشان در دو طرف سرشان قرار گرفته است. در این میان استثناهایی هم وجود دارد که می‌توان به دید سه بعدی در میمون‌ها (بهترین دید سه بعدی در حیوانات) شیر، جغد (در بین پرندگان) و ماهی ‏ اشاره کرد.