Göz (çoklu gözler ) 'dir organı ait vizyon , bir anlamda yakalama olmanın bir yaşam verir sırayla ışık daha sonra analiz etmek ve etkileşim çevresiyle birlikte.
Gelen hayvanlar , görsel organların en az kırk türlerinde bulunmaktadır bunlara "gözler" denir. Bu çeşitlilik, görsel algının kökeni sorusunu gündeme getiriyor. En basit gözler açık ve koyu arasındaki farkı zar zor anlayabilirken, insan gözü gibi daha karmaşık gözler şekilleri ve renkleri ayırt edebilir .
Gelen omurgalılar , görmeden sorumlu içi boş küresel organı denir göz ampul (veya göz küresi ). Bir kemik boşluğuna, yörünge boşluğuna veya yörüngeye yerleştirilmiştir .
Bir görüntüyü oluşturan herhangi bir mekanizma , ışığın farklı geliş yönleri arasındaki yoğunluk farklılıklarını algılayabilmelidir . Bu nedenle göz, ışığı algılayabilmeli, yönünü algılayabilmeli ve farklı yönlerden gelen sinyaller arasında hiyerarşik bir ilişki kurabilmelidir.
Gözdeki ışığın algılanması, kovalent olarak birbirine bağlı iki parçadan oluşan pigmentler sayesinde gerçekleşir : bir protein parçası , opsin ve A vitamini ( 11-cis retinal ), kromofordan türetilen bir lipit parçası . Pigment düzenlenir zarın bir fotoreseptör hücrelerinin ve yedi oluşur transmembran helisleri kromofor çevresinde membranda bir daire halinde düzenlenmektedir. Bir fotonun kromofor tarafından absorbe edilmesidir ve kromoforun 11-cis konfigürasyonundan ışığa duyarlılığa izin veren bir all-trans konfigürasyonuna değişime izin verir . Pigment uyarıldıktan sonra opsin, bir G proteininin sitoplazmik döngülerinden biri aracılığıyla aktivasyonuna izin verir ve bu daha sonra hücresel yanıtı tetikler.
Yön algısı, uzaysal olarak gruplanması gereken retinadaki az sayıda fotoreseptör üzerinde aynı uzay yönünden gelen ışık ışınlarının yoğunlaştırılmasını gerektirir . Evrim sırasında bağımsız olarak ortaya çıkan, hayvan dünyasında ışık ışınlarını aynı yönden gruplamanın birçok yolu vardır . Ancak farklı yöntemleri üç ana stratejiye ayırabiliriz: Doğru yönden gelmeyen ışık ışınları , gözün başka bir yapısını retina üzerinde gölgelendirerek elimine edilir , aynı yönden gelen ışınlar kıvrılır ve retinanın aynı noktasına doğru yönlendirilir. tarafından kırılma ışınları tarafından fotoreseptör üzerine yönlendirildiği, yansıma bir ilgili içbükey ayna retina arkasına yerleştirilir. Böylece, her bir fotoreseptör veya fotoreseptör grubu, yalnızca bir yönden gelen ışığı algılar.
Son olarak, aynı uzay yönünden gelen ışık yoğunluklarının karşılaştırılması , fotoreseptör nöronlar tarafından sağlanan elektrik sinyallerinin entegrasyonunu gerektirir . Bu entegrasyon retinanın aşağısında gerçekleşir. Beyin tarafından algılanan sinyal hiçbir zaman mutlak değildir ve toplam yoğunluk seviyesi değil, yalnızca fotoreseptörler arasında algılanan yoğunluk farkı korunur. Bu, gözün ortam ışığına uyum sağlamasına izin verir . Aslında, parlak ışık koşullarında, iki alıcı arasındaki aynı yoğunluk farkı daha zayıf görünecek ve bu da görüntünün kalitesini düşürecektir.
Gözler az ya da çok verimli olabilir ve hepsinin kendine has özellikleri vardır. Hayvan dünyasının farklı gözleri, genellikle hayvanın yaşam tarzıyla ilgili çok farklı optik özelliklere sahiptir. İnsan gözü yaklaşık sekiz milyon tonu birbirinden ayırt edebilir.
Duyarlılık gözün miktarı bu ışığın o algıladıkları mümkün olduğunu. Hassasiyet esasen gözün boyutuna, aynı zamanda geometrisine ve özellikle de gelen ışığın miktarını azaltan diğer gölgeleme yapılarının varlığına bağlıdır. Buna ek olarak, Gözün hassasiyeti bir bazın varlığında, örneğin bir hayvan tarafından genellikle ayarlanabilir diyafram içinde memeli kabul ışık miktarını değiştirerek.
Çözünürlüğü iki arasındaki açı en küçük fark farktır ışınları olaylar. Bu nedenle, gözün oluşturabileceği görüntünün hassasiyetine ve gözün algılayabileceği ayrıntı miktarına karşılık gelir. Görüntüyü oluşturmak için kullanılan optik sistemin türüne ve performansına bağlıdır. Özellikle kırılma ile oluşturulan görüntülerde ışık kırınımı fenomeni ile sınırlıdır . Aynı zamanda fotoreseptörlerin sayısına da bağlıdır : çözünürlük, iki bitişik reseptörün merkezi arasındaki açıya eşittir. Bununla birlikte, sınırlayıcı olanın fotoreseptörlerin yoğunluğu olduğu nadiren gözlemlenir, ancak daha sık kullanılan optik sistemdir. Bu, fotoreseptör sayısının optik sisteme çok iyi bir şekilde uyarlandığını gösterir ve çözünürlük kaybını mümkün olduğunca sınırlandırmayı mümkün kılar. Son olarak, çözünürlük çoğu zaman retinanın tamamında aynı değildir ve periferik parçalar genellikle retinanın merkezinden daha düşük bir çözünürlükten yararlanır.
Göz, vücudun en hassas bölgelerinden biridir. İnsanlarda , şiddetli tahriş (toz, katı cisim, zararlı sıvı vb.) Cezası altında , öğrenciyi dış bir cisim veya parçacıkla temas ettirmek imkansızdır . Çok hassas olmasına ve bir dış organ olarak kalmasına rağmen gözü delmek zordur çünkü göz bebeğinin arkasındaki çoklu zarlar , herhangi bir yabancı temasa çok daha duyarlı olan merceği korur .
Cheiracanthium cinsi bir örümceğin gözleri
Salyangoz gözü ( Helix pomatia )
Kalamar gözü
Bir köpekbalığının gözü ( Hexanchus nakamurai )
Bir engerek gözü ( Vipera berus )
Bir bukalemunun bağımsız gözleri ( Furcifer pardalis )
Timsah gözü
Filipin Tarsier'in Gözleri ( Carlito syrichta )
Kedi gözleri
Bir Göz keçi ( Capra aegagrus )
Filin Gözü ( Elephas Maximus )
Mantis karidesi , hayvanlar aleminin en karmaşık bir göze sahip ünlüdür. Devasa kalamar çapında 27 santimetre dünyanın en büyük gözleri vardır.
Tüm hayvanlarda, gözler opsinleri kullanarak ışığı algılar . Bununla birlikte, ışığa duyarlılıkta uzmanlaşmış sinir hücreleri olan fotoreseptör hücreler çok çeşitlidir. Fotoreseptörlerin iki ana kategorisi vardır: rabdomerik reseptörler ve kirpikli reseptörler.
Rabdomerik reseptörlerRhabdomeric reseptörler veya rhabdomes , varlığı ile karakterize fotoreseptör hücreleri mikrovilluslar ilgili reseptör membran taşıma opsin moleküllerin hafif algı yüzey alanı arttırılabilir sağlayan. Bu reseptörler tüm canlılarda bulunur, ancak tercihen protostomlarda bulunur . Bu reseptörlerden bazıları evrim sırasında işlevini değiştirdi ve artık gözün işleyişine katılmıyor, ancak örneğin sirkadiyen ritimlerin senkronizasyonunda rol oynayabilir .
Rabdomerik reseptörlerde opsinin uyarılması üzerine, aktive edilmiş G proteini, zar fosfatidilinositolün aktivasyonunu tetikler ve ikinci bir haberci olan inositol trisfosfatı serbest bırakır . Bu ikinci habercinin aktivasyonu , sodyum kanallarının açılmasına ve dolayısıyla plazma zarının depolarizasyonuna neden olur .
Kirpikli reseptörlerHayvan dünyasında, her biri evrim sırasında birçok kez bağımsız olarak ortaya çıkan iki ana göz kategorisi vardır. Bu iki türde görüntü, gölgelendirme veya kırılma veya yansıtma yoluyla oluşturulabilir.
Basit veya kamerüler gözlerBasit gözlerde yalnızca genellikle bir sıvıyla (dış çevrenin kırılma indisine adaptasyon) dolu bir fotoreseptör odası vardır ve bu bölmede bileşik gözlere zıttır. Görüntü olarak gölgeleme ile oluşturulabilir nautilus olarak kırılma ile, omurgalı ya da olduğu gibi yansıma ile tarak .
Nautilus, gölgeleme ile çalışan basit göze sahip bir hayvanın tek örneğidir. Daha sonra iğne deliği olarak işlev gören bu göz, daha sonra iğne deliği gözü olarak adlandırılır . Retinaya bakan küçük çaplı bir delik (iğne deliği) dışında ışığın girişini engelleyen bir pigmentli hücre tabakası ile çevrili fotoreseptör hücrelerinin içbükey bir retinasından oluşur . Böylece, aynı yönden gelen ışınlar, retinada bir arada gruplanan az sayıda fotoreseptörü harekete geçirir. Bu sistem bu nedenle ışık ışınlarının yönünü belirlemeyi ve dolayısıyla bir görüntü oluşturmayı mümkün kılar. Bununla birlikte, bu sistemde görüntünün çözünürlüğünü artırmanın tek yolu, ışığın girişine izin veren iğne deliğinin boyutunu küçültmek ve dolayısıyla kabul edilen ışık miktarını, yani örneğin gözün hassasiyetini azaltmaktır. Açıklığın boyutu 0,4 ila 2,8 mm arasında değişebilir , bu da nautilus'un çevresel koşullara bağlı olarak hassasiyeti veya çözünürlüğü tercih etmesini sağlar.
Omurgalılar ve bazı yumuşakçalarda görüntü, retinanın önünde yüksek kırılma indisine sahip şeffaf malzemenin düzenlenmesi sayesinde kırılma ile oluşturulur . Bu yapı, ışık ışınlarını saptırmayı ve aynı yönden gelen tüm ışınları retinanın sınırlı bir alanına yoğunlaştırarak bir görüntü oluşturmayı mümkün kılar. Öyle mercek yapıyı kırılmasına rol oynar balıklar ve yumuşakçalar. Lens genellikle su ortamında küreseldir. Balıkların ve kafadanbacaklıların lensleri , dışarıdan içeriye doğru artan bir kırılma indisi gradyanı (Mathesian lens) ile karakterize edilir, bu da ışık ışınlarının doğru odaklanmasına izin verir. Bununla birlikte, bazı gastropodlar ve annelidler homojen lenslere sahiptir ve görüşleri nispeten bulanık kalır. Matematiksel mercek Omurgalılar ve Kafadanbacaklılarda bağımsız olarak ortaya çıktı. Karasal omurgalılarda, mercek kırılma gücünün bir kısmını kaybetmiştir ve kornea , ışığın kırılmasının 2 / 3'ünden sorumludur. Bazı böcek larvaları, Cicindela böceği larvaları gibi korneal kırılmalı basit gözlere de sahiptir .
Tarak kabuğunun gözleri yansıma yoluyla bir görüntü oluşturur . Retinanın arkasına içbükey bir yansıtıcı katman yerleştirilir ve ayna görevi görür. Aynı yönden gelen ışınlar aynaya göre görülme sıklığına göre farklı şekilde yansıtılır ve az sayıda fotoreseptör üzerinde yoğunlaşarak bir görüntünün oluşmasına izin verir. Bir ayna içeren ışığa duyarlı yapılar bazı rotiferler , platihelmintler ve kopepodlarda da bulunur , ancak bu yapıların boyutu görüntü oluşumuna izin vermek için yeterli değildir.
Bileşik gözlerBileşik gözler ait eklembacaklılar (özellikle böcekler ve kabuklular cinsinden) oluşan bir koleksiyon oluşur reseptörleri (bazılarında 30.000 kadar böcekler duyarlı) ışık denir ommatidia'lar . Bileşik göz daha yaygın olarak: yönlü göz olarak adlandırılır . İçin kopepodların vardır çoğu durumda, nauplius larva gözüne karşılık garip, medyan göz,. Daha sonra genel olarak Nauplian gözü olarak adlandırılır .
Kedi veya belirli gece yırtıcıları gibi belirli memeliler niktalopiktir .
Sualtını görmek daha da zorlaşır. Vizyon, daha düşük bir parlaklık (derinlemesine artırılmış) ile karşı karşıyadır . Bulanıklık yaygındır. Yüzey türbülansında, hareket eden hava kabarcıkları ortamın bir kısmını gizler. Son olarak, suyun yoğunluğu gözün iç sıvılarının yoğunluğu ile hemen hemen aynı olduğunda, retina üzerinde görüntü üreten ışık ışınlarının konsantre edilmesi daha zordur. Bazı organizmalar, diğer duyular tarafından dengelenen ilkel bir görüşe (örneğin deniz salyangozları) sahiptir. Diğerlerinin oldukça basit gözleri vardır, ancak çok yönlendirilebilir ve ışığın kutuplaşmasına karşı hassastır . Bazı deniz hayvanı grupları, çeşitli uyarlamalar sayesinde su altında mükemmel bir şekilde görüşürler ( örneğin ahtapot ve kalamar ). Düşük parlaklıkları, ışığın polarizasyonunu ve / veya insanlar tarafından görülemeyen renkleri ve dalga boylarını (ultraviyole, mavi aralığın rafine görüşü, vb.) Ayırt ederler. Su sütununda dikey göçler yapan hayvanların gözü de sürekli olarak basınca uyum sağlamalıdır (derinlikle birlikte çok hızlı artar). Hız (Marlins'te 100 km / s'den fazla zirve) ayrıca korneada bir basınç ve deformasyon kaynağıdır. Bazı türler , avlarının, avcıların veya cinsel partnerlerin varlığını ortaya çıkaran zayıf bir biyolüminesansı ayırt edebiliyor gibi görünüyor .
Soğukkanlı hayvanlar olmalarına rağmen, bazı balıkların (Marlin, Kılıçbalığı) gözlerini birkaç derece ısıtan bir organı (ayrıca beyninin optik siniri alan kısmı) vardır.
Nautilus'un (bir kabuğu koruyan arkaik bir kafadanbacaklı) dışında, kafadanbacaklıların büyük bir gözü ve çok etkili bir kristal merceği vardır. Ek olarak, göz bebekleri ışık yoğunluğundaki değişikliklere iyi bir uyum sağlar.
Görünür spektral bant türe göre değişir. Böylece bazı memeliler ( sıçanlar ), kuşlar ( sinek kuşları , kırlangıçlar , güvercinler ...), eklembacaklılar ( ıstakozlar , arılar ...), sürüngenler ( kertenkele , kaplumbağa ...) ve balıklar ( alabalık ...) görülüyor. ultraviyole ışınları .
Bazı yılanlar kızılötesini "görür" ama duyusal gamzeleri sayesinde .
Bazı memeli türleri, ışık radyasyonlarını dalga boyu sınıflarına göre ayırt edebilir. Bu durumda, gözün retinasında iki tür fotoreseptör bulunur . Çubuklar periferik görme ve gece görme sorumludur; koni renkli görme ve gündüz görme sorumludur. Türlere bağlı olarak, her biri bir spektral banda daha fazla tepki veren iki ila dört türdendirler.
İnsanlar normalde renkli görüş sağlayan üç tür koniye sahiptir. Renk görme sorunları veya diskromatopsi , genellikle renk körlüğü olarak adlandırılır . Renk görme eksikliğine akromatopsi denir .
İnsan, özellikle mavi renkte ışığın kutuplaşmasına karşı hassastır, ancak ahtapot veya arılardan çok daha azdır.
Gelen yırtıcı gibi kediler veya yırtıcı , gözler, izin veren bir diğer yanına yerleştirilir binoküler görme daha iyi, algıladıkları mesafeleri yırtıcı önlerinde bulunan.
Tersine, tavşanlar veya fareler gibi avlarda , gözler genellikle başın her iki tarafına yerleştirilir, bu da daha geniş bir görme alanını kaplamayı ve çevredeki bir tehlikenin varlığını daha iyi tespit etmeyi mümkün kılar . Woodcock gibi bazı türler 360 ° görüşe sahiptir (dürbün görüşünün zararına).
Bazı türlerde göz sabittir, ancak evrim sırasında az çok hareketli gözler ortaya çıkmıştır, muhtemelen bukalemun ve çeşitli balıklarda olduğu gibi birbirinden bağımsız olarak ve bazen bazı kabuklularda sert veya esnek bir pedinkülün sonunda ( bazı yumuşakçalarda).
Robotik cihazlar, belirli hayvanların oküler sistemlerinde bulunanlar gibi kameraların hareket kabiliyetlerine 3 derece hareketlilikle uyum sağlamaya çalışır.
Ocelli, bazı türlerde bulunan basit gözlerdir.
Organizmaların ve vizyon türlerinin çeşitliliği, gibi Charles Darwin zaten işaret içinde Türlerin Kökeni , evrim savunucuları için entelektüel bir meydan okuma. Bu nedenle, gözün evrimi, evrim savunucuları ile yaratılışçılar arasında uzun zamandır tartışma konusu olmuştur ; ikincisi, gözü, göz teorisinin öne sürdüğü mekanizmalara göre evrimleşemeyecek kadar mükemmel bulmaktadır. 'Evrim .
Çeşitli türlerin gözlerinin işleyişinde pek çok ortak yön vardır, örneğin görsel uyaranların reseptörlerden merkezi sinir sistemine iletilme biçimi gibi. Bu benzerlikler amniyotlarda çok fazladır .
Uzun bir süre boyunca, gözlerin farklı biçimlerinin, çeşitli kökenlere sahip türlerden bağımsız olarak geliştiği düşünülüyordu (biri parafilik gelişimden bahsediyor ). Bununla birlikte, hayvanlar aleminde korunan ve gözlerin gelişimini kontrol eden Pax6 geninin varlığının keşfi , son zamanlarda bu fikri sorguladı ve gözün bir monofili olduğunu düşündürdü . Şimdi, birkaç hücreden oluşan ilkel bir gözün, hayvanlar aleminde benzersiz bir şekilde geliştiği ve daha sonra Kambriyen döneminde en az 40 kat bağımsız olarak görüntü oluşturabilen yapılar oluşturacak şekilde çeşitlendiği düşünülmektedir .