Fotoreceptoriai ir ju veikimas
5 (100%) 1 vote

Fotoreceptoriai ir ju veikimas

Turinys

Atsiradimas 2

Paplitimas 3

Moliuskai 4

Nariuotakojai 4

Bitės akis 5

Chordiniai 6

Žmogaus akis 8

Lęšiukas 8

Rainelė 9

Vyzdys 9

Gyslainė 9

Odena 9

Ragena 10

Tinklainė 10

Krumplynas 11

Regos nervas 11

Geltonoji dėmė 11

Įdomybės 11

Tripedalia cystophora (Medūza) 11

Jūrų gyvūnas – optikos pavyzdys 12

Naujausios technologijos gali išgydyti aklumą? 13

Nuorodos 15

Literatūra 15

Atsiradimas

Akys atsirado per evoliucijos akimirksnį ir visiems laikams pakeitė gyvenimo taisykles. Prieš atsirandant akims gyvenimas buvo švelnesnis ir ramesnis, pasaulyje dominavo nerangūs minkštakūniai kirminai, vinguriuojantys jūroje. Atsiradus akiai pasaulyje padaugėjo konkurencijos, jis tapo brutalesniu. Regėjimas gyvūnams suteikė galimybę tapti aktyviais medžiotojais bei pradėjo evoliucines ginklavimosi varžybas, pakeitusias pasaulį.

Pirmosios akys atsirado maždaug prieš 534 mln. metų – pačioje kambro periodo pradžioje. Pirmieji matantys organizmai buvo Redlichia pavadinta trilobitų grupė (1 pav.). Jų akys buvo sudėtinės, panašios į šiuolaikinių vabzdžių, ir tikriausiai išsivystė iš šviesai jautrių įdubimų. Jų atsiradimas fosiliniuose įrašuose yra neįtikėtinai staigus – dar prieš 544 mln. metų trilobitų protėviai neturėjo akių.

Taigi kas atsitiko per tuos stebuklingus 10 milijonų metų? Juk be abejonės akys yra pernelyg sudėtingos, kad galėtų atsirasti taip staiga, be priežasties. Tam paprieštarautų Lundo universiteto (Švedija) mokslininkas Danas-Ericas Nilssonas, apskaičiavęs, kad sudėtingos akys iš šviesai jautrių ląstelių plotelio gali išsivystyti vos per pusę milijono metų. Tačiau nenorima pasakyti, kad skirtumas tarp šviesai jautrių ląstelių ir akių yra mažas. Labai tikėtina, kad šviesai jautrios ląstelės buvo įprastas reiškinys ilgą laiką prieš kambro periodą. Tokiomis ląstelėmis „apsiginklavę“ organizmai galėjo justi šviesą ir netgi galėjo nustatyti, iš kurios pusės ji sklinda. Tokie rudimentiniai jutimo organai vis dar naudojami medūzų, plokščiųjų kirmėlių ir kitų primityvių gyvūnų grupių ir jie be jokios abejonės yra geriau nei visai jokių regos organų. Tačiau tai tikrai nėra akys. Tikrai akiai reikia šio to daugiau – lęšio, kuris gali fokusuoti šviesą, būtiną vaizdui gauti. „Staiga gavus lęšį regėjimo efektyvumas padidėja maždaug nuo 1 procento iki 100 procentų“, – sakė Oksfordo universiteto (D.Britanija) zoologas Andrew Parkeris.

Trilobitai nebuvo vieninteliai akis „atradę“ organizmai. Biologai įsitikinę, kad akys galėjo nepriklausomai išsivystyti daugeliu atveju, nors genetiniai įrodymai verčia manyti, kad yra vienas visų akių protėvis. Tačiau bet kokiu atveju trilobitai buvo pirmieji.

Paplitimas

Akių suteikta pirmenybė buvo neįtikėtina. Kambro neregių pasaulyje regėjimą galima būtų prilyginti „superjėgai“. Trilobitų akys suteikė jiems galimybę tapti pirmaisiais aktyviais plėšrūnais, galinčiais ieškoti ir medžioti maistą taip, kaip to iki tol niekas nebuvo daręs, ir visai nenuostabu, kad jų grobis taip pat evoliucionavo. Vos po kelių milijonų metų akys gyvūnijos pasaulyje buvo natūralus reiškinys, o gyvūnai buvo aktyvesni ir apaugę apsauginiais šarvais. Šis evoliucijos spurtas šiais laikas vadinamas kambro sprogimu.

Tačiau regėjimas nėra universalus. Iš 37 daugialąstelinių gyvūnų tipų tik 6 tipų atstovai gali džiaugtis regėjimu, taigi gali pasirodyti, kad tai visai nėra didis gamtos išradimas. Bet nereikia pamiršti, kad šeši reginčiųjų gyvūnų tipai (chordiniai, nariuotakojai, moliuskai ir kiti) yra labiausiai paplitę gyvūnai pasaulyje.

Gyvūnai, neturintys fotoreceptorių (šviesos receptorių), yra labiau priklausomi nuo savo klausos ir uoslės negu nuo regos. Pvz., kurmiai, po žeme gyvenantys stuburiniai gyvūnai, daugiausia naudojasi uosle ir lytėjimu negu rega. Paprasčiausios sandaros fotoreceptorius (gr. phos, kilm. photos – šviesa + lot. receptor – gavėjas, priėmėjas) nustato tik tai, ar yra šviesos ir koks jos intensyvumas.

Vaizdą sukuriančias akis turi šešių grupių bestuburiai: apvaliosios, plokščiosios bei žieduotuosios kirmėlės, duobagyviai, moliuskai ir nariuotakojai.

Pačias primityviausias akis turi kai kurios jūrinės apvaliosios kirmėlės. Planarijų (apvaliųjų kirmėlių) „akys“ padeda nustatyti ar yra šviesos, koks jos intensyvumas ir kryptis. Plėšriosios daugiašerės kirmelės (žieduotosios kirmėlės) jau turi gerai išsivysčiusias sudėtingas, gebančias akomoduoti akis. Medūzos (duobagyviai) taip pat turi sudėtingas akis.

Moliuskai

Pilvakojai (Gastropoda) – rūšimis gausiausia moliuskų klasė. Galvoje yra 1-2 poros čiuopiklių ir akys, kurios būna čiuopiklių viršutinėje ir apatinėje dalyse.

Dvigeldžiai moliuskai tikrųjų akių neturi, bet kai kuriems būdingos antrinės kilmės paprastos akelės, išsidėsčiusios mantijos pakraščiuose.

Kai kurie moliuskai, pvz., kalmarai ir aštuonkojai, turi kamerinio tipo akis (tokias kaip ir stuburiniai gyvūnai). Vienintelis šio tipo akies lęšis fokusuoja matymo lauko vaizdą į fotoreceptorius, glaudžiai išsidėsčiusius vienas šalia kito. Kad pagerintų fokusavimą moliuskų lęšiukas juda pirmyn ir atgal.

Nariuotakojai

Nariuotakojai turi
sudėtines (facetines) akis, sudarytas iš daugelio smulkių, atskirų, šešiakampių regėjimo vienetų, vadinamų omatidijomis (gr. ommatidion – akutė), arba facetėmis, kurių kiekviena turi visus reikalingus šviesai pajusti elementus. Omatidijose ir ragena, ir kristalinis kūgis veikia kaip lęšiai, nukreipiantys šviesos spindulius į fotoreceptorius. Fotoreceptoriai sukuria nervinius impulsus, kurie regos nervo skaidulomis pasiekia smegenis. Išorinės pigmentinės ląstelės sugeria nukrypusius ir išsisklaidžiusius šviesos spindulius, ir todėl jie nepereina iš vienos omatidijos į kitą. Visų sudirgintų regos vienetų sukuriamas vaizdas yra grubus, nes maža sudėtinė akis negali sutalpinti didelio skaičiaus regos vienetų (ir vis dėlto, jų gali būti net iki 28 tūkst.). Kaip nariuotakojų smegenys sujungia sudėtinės akies vaizdus į vieną suvokiamą vaizdą, nėra žinoma. Toks matymas vadinamas mozaikiniu.

Vėžiagyvių akys dviejų tipų: paprastos ir sudėtinės (facetinės).

Tokias pat akis turi ir vabzdžiai. Paprastos akelės yra smulkių apskritų kaip sagutės gumburėlių pavidalo, dažnai kitokios spalvos, negu fonas. Tokių akelių būna 1-3. Vorų paprastos akelės yra galvakrūtinės priekinėje dalyje. Jų būna nuo 2 iki 12, ir išsidėsčiusios 2-3 eilėmis. Geriausias regėjimas būdingas šokliavoriams.



2 pav. Kaip stovi bičių akys:A — motinos, B — darbininkės bitės, C — trano; n — sudėtinės akys. p — paprastosios akys

Bitės akis:

Bitė turi penkias akis: šonuose 2 dideles, sudėtines akis ir galvos priešakyje arba viršugalvyje 3 mažas, paprastas akis (2 pav.).




3 pav. Bitės sudėtinė akis. Aa — atskiros akelės.

Sudėtinės akys yra sudėtos iš daugelio mažų akelių (3 pav.). Motinos

abiejose akyse tokių akelių yra 6000—10 000, darbininkės bitės akyse — 8000—12 500 akelių, o trano akyse — 14 000— 26 000 akelių. Taigi, trano sudėtinės akys beveik dvigubai didesnės už darbininkės bitės, ir viršugalvyje jos net susisiekia. Tiek daug akelių tranui reikia, kad jis galėtų greičiau motiną pamatyti. Juo greičiau motina apvaisinama, juo geriau, nes greičiau sugrįžta į lizdą ir mažiau pavojaus jai pražūti.

4 pav. Sudėtinės akies gabalėlis, apaugęs plaukeliais.

5 pav. Bitės paprastoji akis:

Ch — chitino skaidrioji plėvelė, Ep —odelė, Z — lęšiukas, Rl — regėjimo ląstelės, N — nervų siūleliai.

Spėjama, kad kiekviena akelė duoda tik daikto dalies vaizdą. Iš tų dalelių, kaip iš akmenėlių, drauge sudėtų, gaunamas visas daikto vaizdas. Vaizdas matomas tiesioginėje padėtyje, kaip jis yra (ne aukštyn kojomis). Sudėtinėmis akimis bitė gali matyti tiktai šviesoje ir jomis ji naudojasi tiktai išlėkusi oran. Sudėtinėmis akimis aiškiau matomi tik tolimi daiktai. Tarp atskirų akelių yra chitino plaukelių, kurie saugoja akį nuo sužeidimo (4 pav.).

Paprastųjų, arba mažųjų, akių bitė turi 3. Jos sudėtos galvoje trikampiu. Motinos ir darbininkės bitės akys yra beveik viršugalvyje, o trano — galvos priešakyje. Jo sudėtinės akys užima visą viršugalvį ir mažąsias akis nustumia į priešakį (2 pav.). Bitės paprastosios akys panašios į žmogaus akis (5 pav.). Paprastosios akys yra labai jautrios. Jomis bitės mato ir prietamsyje. Paprastosiomis akimis bitė aiškiai mato tik artimus daiktus. Žiūrėdama sudėtinėmis ir paprastosiomis akimis kartu, bitė gauna supratimą apie daikto tolumą. Jei ji aiškiai mato daiktą sudėtinėmis akimis ir neaiškiai paprastosiomis akimis, supranta, kad tai tolimas daiktas.

Ar bitė skiria spalvas? Tyrimai parodė, kad bitė atskiria 6 spalvas: geltoną, mėlynai žalią, mėlyną, tamsiai raudoną (purpurinę), violetinę ir ultravioletinę. Žmogus ultravioletinės spalvos nemato, o bitės šitą spalvą labai gerai mato, nes daugelis augalų žiedų turi ultravioletinę spalvą (ją turi reproduktyviosios žiedų dalys, nektaro indikatoriai, kur vabzdžiai atskrenda maitintis nektaru ir tuo pat metu perneša žiedadulkes).

Bitės atskiria ir daiktų pavidalus (formas), kurie panašūs į augalų lapus arba žiedų lapelius; trikampių, keturkampių ir panašių daiktų pavidalų jos neatskiria. Bitės atskiria ir žiedų lapelių skaičių, ypač penkialapius žiedus. Bitės daug aiškiau mato judančius daiktus, negu stovinčius. Todėl jos greičiau puola žmogų bėgantį arba mosikuojantį rankomis.

Chordiniai

Pirmieji į sausimą išlipę stuburiniai gyvūnai galėjo geriau jausti spalvas už mus. Žuvys, iš kurių išsivystė ropliai, paukščiai ir žinduoliai, savo akyse turėjo keturių rūšių spalvų receptorius, tuo tarpu žmonės ir kiti dabar gyvenantys primatai teturi tik trijų. Tokią išvadą paskelbė Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje regos specialistas Mickey Rowe.

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 1534 žodžiai iš 4940 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.