Трихромация
Трихроматство или трихроматизм - это владение тремя независимыми каналами для передачи информации о цвете , полученных из трех различных типов конусных клеток в глазах . [ 1 ] Организмы с трихроматией называются трихроматами.
организма Нормальное объяснение трихроматии заключается в том, что сетчатка содержит три типа цветовых рецепторов (называемые конусными клетками у позвоночных ) с различными спектрами поглощения . На самом деле количество таких типов рецепторов может быть больше трех, поскольку различные типы могут быть активными при разных интенсивностях света. У позвоночных с тремя типами конусовых ячеек при интенсивности низкого освещения стержневые клетки могут способствовать цветовому зрению .
Люди и другие животные, которые являются трихроматами
[ редактировать ]Люди и некоторые другие млекопитающие эволюционировали трихроматию , отчасти на пигментах, унаследованных от ранних позвоночных. Например, у рыб и птиц четыре пигмента используются для зрения. Эти дополнительные визуальные пигменты рецептора конуса обнаруживают энергию других длин волн , иногда включая ультрафиолетовое . В конце концов два из этих пигментов были потеряны (у плацентарных млекопитающих ), а другая была получена, что привело к трихроматии среди некоторых приматов . [ 2 ] Люди и тесно связанные приматы, как правило, являются трихроматами, как и некоторые из женщин большинства видов обезьян Нового Света , и как мужские, так и женские ревущие обезьяны . [ 3 ]
Недавние исследования показывают, что трихроматия также может быть довольно общей среди сумчатых . [ 4 ] Исследование, проведенное в отношении трихроматии в австралийских сумчатых, предполагает чувствительность средней волны (MWS), конусы медового опоссума ( Tarsipes rostratus ) и жирной хвостовой Dunnart ( Sminthopsis crassicaudata являются особенностями, поступающими из унаследованного расположения рептилий ) . Возможность трихроматии в сумчатых, потенциально имеет другую эволюционную основу, чем у приматов . Дальнейшие биологические и поведенческие тесты могут проверить, является ли трихроматия общей характеристикой сумчатых. [ 2 ]
В настоящее время считается, что большинство других млекопитающих являются дихроматами , с двумя типами конуса (хотя ограниченная трихроматия возможна при низких уровнях освещения, где стержни и конусы активны). [ 5 ] Большинство исследований плотоядных животных, как и других млекопитающих, показывают дихроматую ; Примеры включают домашнюю собаку , хорьк и пятнистую гиену . [ 6 ] [ 7 ] Некоторые виды насекомых (такие как пчелы ) также являются трихроматами, чувствительными к ультрафиолетовым , синим и зеленым, а не синим, зеленым и красным. [ 3 ]
Исследования показывают, что трихроматия позволяет животным различать ярко окрашенные фрукты и молодые листья от другой растительности, которая не полезна для их выживания. [ 8 ] Другая теория заключается в том, что обнаружение промывки кожи и, следовательно, настроение могло повлиять на развитие видения приматов. Красный цвет также оказывает иное влияние на приматов и поведение человека, как обсуждалось в статье «Психология цвета» . [ 9 ]
Типы шишек, специально обнаруженных у приматов
[ редактировать ]Приматы являются единственными известными трихроматами млекопитающих. [ 10 ] [ неудачная проверка ] Их глаза включают три различных вида конусов, каждый из которых содержит различное фотопигмент ( опсин ). Их пиковая чувствительность лежит в синих (коротковолновых конусах S), зеленых (средневолновых конусах M) и желто-зеленых (длинноволновых конусах L) цветового спектра. [ 11 ] S Конусы составляют 5–10% конусов и образуют обычную мозаику. Специальные биполярные и ганглиозные клетки пропускают эти сигналы из конусов S, и есть доказательства того, что они имеют отдельный сигнальный путь через таламус в зрительную кору и . С другой стороны, конусы L и M трудно различить своими формами или другими анатомическими средствами - их опсины отличаются только 15 из 363 аминокислот, поэтому никто еще не удалось произвести им определенные антитела. Но Моллон и Боумейкер [ 12 ] обнаружил, что L -конусы и M конусы случайным образом распределены и находятся в равных числах. [ 13 ]
Механизм трихроматического цветового зрения
[ редактировать ]
В столбце 1 мяч освещается монохроматическим светом. Умножение спектра на кривые спектральной чувствительности конусов дает ответ для каждого типа конуса.
В столбце 2 метамеризм используется для имитации сцены с синими, зелеными и красными светодиодами, давая аналогичный ответ.
Трихроматическое цветовое зрение-это способность людей и некоторых других животных видеть разные цвета , опосредованные взаимодействиями между тремя типами клеток, чувствительных к цвету . Трихроматическая теория цвета началась в 18 -м веке, когда Томас Янг предположил, что цветовое зрение является результатом трех различных фоторецепторных клеток . С середины 19 -го века в своем трактате по физиологической оптике , [ 14 ] [ 15 ] Герман фон Хельмгольц позже расширил идеи Янга, используя эксперименты по сопоставлению цветов, которые показали, что людям с нормальным зрением нуждалось в трех длин волн для создания нормального диапазона цветов. Физиологические данные о трихроматической теории были позже даны Гуннаром Сваэтичином (1956). [ 16 ]
Каждый из трех типов конусов в сетчатке глаз сетчатой 11 - содержит различный тип фоточувствительного пигмента , который состоит из трансмембранного белка, называемого опсином , и светочувствительной молекулы, называемой цис . Каждый различный пигмент особенно чувствителен к определенной длине волны ( света то есть пигмент, скорее всего, создает клеточный ответ, когда он попадает фотоном с удельной длиной волны, к которой этот пигмент наиболее чувствителен). Три типа конусов имеют L, M и S, которые имеют пигменты, которые лучше всего реагируют на свет длинных (особенно 560 нм), среднего (530 нм) и коротких (420 нм) длины волн соответственно. [ 17 ] [ 18 ]
Поскольку вероятность реакции данного конуса варьируется не только в зависимости от длины волны света, который попадает в него, но также и с его интенсивностью , мозг не сможет различать различные цвета, если бы он имел вход только от одного типа конуса. Таким образом, взаимодействие между по крайней мере двумя типами конуса необходимо для создания способности воспринимать цвет. По крайней мере, с двумя типами конусов мозг может сравнивать сигналы из каждого типа и определять как интенсивность, так и цвет света. Например, умеренная стимуляция конусной ячейки средней волны может означать, что она стимулируется очень ярко-красным (длинноволновым) светом или не очень интенсивным желтовато-зеленым светом. Но очень ярко -красный свет даст более сильный отклик из L Конопов, чем из M Конопов, в то время как не очень интенсивный желтоватый свет даст более сильный ответ от M Конопов, чем из других конусов. Таким образом, трихроматическое цветовое зрение осуществляется с использованием комбинаций клеточных ответов.
По оценкам, средний человек может различить до десяти миллионов различных цветов. [ 19 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Визуальная система
- Монохромация
- Дихроматия
- Тетрахромация
- Пентахромация
- Креветки богомола (Dodecachromats)
- Эволюция цветового зрения у приматов
- МОЛОДА -ХЕЛЬМОЛЬЦЕРТА ТЕОРИЯ
- LMS Color Space
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Цветовой глоссарий» . Архивировано с оригинала 4 октября 2015 года . Получено 8 ноября 2006 года .
- ^ Jump up to: а беременный Аррере, Кэтрин; Томас, Натан; Бизли, Лин; Шанд, Джулия (2002). «Трихроматия в австралийских сумчатых» . Текущая биология . 12 (8): 657–660. Bibcode : 2002cbio ... 12..657a . doi : 10.1016/s0960-9822 (02) 00772-8 . PMID 11967153 . S2CID 14604695 .
- ^ Jump up to: а беременный Роу, Майкл Х (2002). «Трихроматическое цветовое зрение у приматов» . Новости в физиологических науках . 17 (3): 93–98. doi : 10.1152/nips.01376.2001 . PMID 12021378 . S2CID 15241669 .
- ^ Арре, Калифорния; Одди, да; Ранхам, ПБ; Харт, NS; Shand, J; Хант, Д.М. (2005). «Топография конуса и спектральная чувствительность в двух потенциально трихроматических сумчатых, Quokka ( Setonix Brachyurus ) и Quenda ( Isoodon obesulus )» . Труды Королевского общества Лондона б . 272 (1595): 791–796. doi : 10.1098/rspb.2004.3009 . PMC 1599861 . PMID 15888411 .
- ^ Джейкобс, Джеральд Х.; Натанс, Джереми (2009). «Эволюция цветного зрения примата» . Scientific American . 300 (4): 56–63. Bibcode : 2009sciam.300d..56j . doi : 10.1038/Scientificamerican0409-56 (неактивные 2 апреля 2024 г.). ISSN 0036-8733 . JSTOR 26001303 . PMID 19363921 .
{{cite journal}}: CS1 Maint: doi неактивен с апреля 2024 года ( ссылка ) - ^ Кальдероне, JB; Джейкобс, GH (2003). «Спектральные свойства и распределение сетчатки конусов хорьков» (PDF) . Визуальная нейробиология . 20 (1): 11–17. doi : 10.1017/s0952523803201024 . PMID 12699079 . S2CID 10415194 .
- ^ Кальдероне, JB; Риз, будь; Джейкобс, GH (2003). «Топография фоторецепторов и ганглиозных клеток сетчатки в пятнистой гиене ( Crocuta Crocuta )». Мозг, поведение и эволюция . 62 (4): 182–192. doi : 10.1159/000073270 . PMID 14573992 . S2CID 9167855 .
- ^ Шарп Л.Т., Де Лука Е., Хансен Т., Ягл Х, Гегенфуртнер К.Р. (2006). «Преимущества и недостатки человеческой дихроматии» . Журнал видения . 6 (3): 213–223. doi : 10.1167/6.3.3 . PMID 16643091 .
- ^ Диана Видерманн, Роберт А. Бартон и Рассел А. Хилл. Эволюционные перспективы на спорт и соревнование. В Робертс, SC (2011). Робертс, С. Крейг (ред.). Прикладная эволюционная психология . Издательство Оксфордского университета. doi : 10.1093/acprof: oso/9780199586073.001.0001 . ISBN 9780199586073 .
- ^ Рональд Г. Бут (2002). Восприятие визуальной среды . Спрингер. п. 219. ISBN 978-0-387-98790-3 .
- ^ Schnapf, JL; Крафт, TW; Бэйлор, да (январь 1987 г.). «Спектральная чувствительность фоторецепторов человеческого конуса». Природа . 325 (6103): 439–441. Bibcode : 1987natur.325..439s . doi : 10.1038/325439a0 . PMID 3808045 . S2CID 11399054 .
- ^ Моллон, JD; Bowmaker, JK (декабрь 1992). «Пространственное расположение конусов в приматах фовеа». Природа . 360 (6405): 677–679. Bibcode : 1992natur.360..677m . doi : 10.1038/360677A0 . PMID 1465131 . S2CID 4234999 .
- ^ Wässle, Heinz (11 февраля 1999 г.). «Цветовое зрение: лоскутное одеяло из конусов». Природа . 397 (6719): 473–475. Bibcode : 1999natur.397..473W . doi : 10.1038/17216 . PMID 10028963 . S2CID 4431471 .
- ^ Фон Хельмгольц, Германн (1909). Справочник по физиологической оптике (3 изд.). Гамбург; Лейпциг: Леопольд Восс . Получено 18 февраля 2020 года .
- ^ Фон Хельмхольц, Германн (2013). Трактат по физиологической оптике . Курьерская корпорация. ISBN 978-0486174709 Полем Получено 18 февраля 2020 года .
- ^ Svaetichin, G (1956). «Кривые спектрального отклика из отдельных конусов». Acta Physiologica Scandinavica . 39 (134): 17–46. PMID 13444020 .
- ^ Rocket ER , Schwartz JH, Jessell TM (2000). Принципы нейронной науки (4 -е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. Стр. 182–1 ISBN 978-0-8385-7701-1 .
- ^ Jacobs GH, Nathans J (март 2009 г.). «Цветовое зрение: как наши глаза отражают эволюцию приматов» . Scientific American.
- ^ Леонг, Дженнифер. «Количество цветов различимы от человеческого глаза» . гипертекстовый альбом . Получено 21 февраля 2013 года .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Прямой допинг : «Действительно ли кошки и собаки окрашиваются? Откуда они знают?»
- Svaetichin, Gunnar; Макникол, Эдвард Ф. (ноябрь 1958 г.). «Механизмы сетчатки для хроматического и ахроматического зрения». Анналы нью -йоркской академии наук . 74 (2): 385–404. Bibcode : 1959nyasa..74..385s . doi : 10.1111/j.1749-6632.1958.tb39560.x . PMID 13627867 . S2CID 27130943 .