Нашим глазам пришлось пойти на жертвы, чтобы помочь нам выжить.
Большинство млекопитающих больше полагаются на обоняние, чем на зрение.
Посмотрите на глаза собаки – они расположены по бокам морды, в отличие от человека, где они близко и направлены вперед. Глаза по бокам позволяют увеличить поле зрения, но не передают хорошего ощущения глубины и расстояния до объектов.
Вместо хорошего зрения у собак, лошадей, мышей, антилоп – и, в основном, у большинства млекопитающих – длинные влажные носы.
Мы, люди, человекообразные обезьяны и человекообразные обезьяны отличаемся от них.
И наше видение имеет некую необычную особенность, которую необходимо объяснить.
Со временем, занимая все более освещенные экологические ниши, мы стали все меньше полагаться на обоняние и все больше на зрение.
Мы лишились влажных носов и морд, а глаза переместились вперед на лице и приблизились друг к другу, что улучшило нашу способность оценивать расстояние (мы развили улучшенное бинокулярное зрение).
Кроме того, обезьяны Старого Света, или коротконосые обезьяны, катарин , развитый трихроматизм: цветовое зрение от красного, зеленого и синего.
У большинства других млекопитающих в глазах есть два разных типа фоторецепторов (колбочек), но предок обезьян носил дупликация генов , который создал три разных гена цветового зрения.
Каждый из них кодирует фоторецептор, настроенный на свет разной длины волны: короткой (синий), средней (зеленый) и длинной (красный).
Итак, у наших предков в результате эволюции развились дальновидные глаза и трехцветное зрение – и мы никогда не оглядывались назад. Цветовое зрение работает, улавливая свет разных длин волн и сравнивая их для определения длин волн, отраженных объектом (то есть его цвета).
Синий цвет сильнее стимулирует рецептор, воспринимающий короткие волны, и слабо стимулирует рецептор, воспринимающий более длинные волны; красный имеет противоположный эффект. Сравнивая относительную стимуляцию этих рецепторов, мы можем различать цвета.
Чтобы лучше всего воспринимать свет разной длины, колбочки должны быть равномерно расположены по всему спектру, воспринимаемому человеком, от 400 до 700 нм.
Если мы посмотрим на распределение колбочек у шмеля, у которого тоже трихроматическое зрение, мы также увидим равномерное распределение.
Датчики цифровой камеры также необходимо правильно расположить, чтобы правильно воспринимать цвета.
Равномерное распределение конусов/сенсоров обеспечивает хорошее спектральное хроматическое покрытие для доступных длин волн.
Но наше видение работает не совсем так.
Наше зрение не имеет такого равномерного спектрального распределения.
У человека и других катарринов зоны действия красных и зеленых колбочек перекрываются.
Это означает, что мы отдаем приоритет очень хорошее распознавание нескольких типов цветов, в частности красного и зеленого, за счет невозможности увидеть столько цветов, сколько они могли бы.
Это странно.
Почему нам так важно отличать красный цвет от зеленого? Тома спросили несколько объяснений .
Возможно, самый простой из них таков: этот эффект является примером того, что биологи называют эволюционное ограничение .
Ген, кодирующий рецептор зеленого цвета, и ген, кодирующий рецептор красного цвета, появились в результате дупликации генов.
Вполне вероятно, что изначально они были практически одинаковы по чувствительности, и времени на эволюционный отбор, в результате которого они стали бы разными, не хватило.
Другой объяснение подчеркивает эволюционные преимущества непосредственной близости красных и зеленых колбочек.
Поскольку он позволяет нам различать зеленый и красный цвета, а также различные оттенки розового и красного, мы хорошо различаем спелые фрукты, которые по мере созревания обычно меняют цвет с зеленого на красный или оранжевый.
Существует множество доказательств реальности этого эффекта.
Трехцветные люди гораздо лучше различают спелые фрукты в зеленой листве, чем дихроматические люди (обычно называемые красно-зелеными дальтониками).
Что еще более важно, обычно трихроматические люди делают это лучше, чем люди, у которых экспериментально моделируется равномерно распределенный трихроматизм.
Среди обезьян Нового Света, некоторые из которых являются трехцветными, а некоторые - двухцветными, первые распознают спелые фрукты гораздо быстрее, чем вторые, не используя в такой степени обоняние.
Поскольку фрукты являются важной частью рациона многих приматов, распознавание фруктов является вероятным фактором отбора не только для эволюции трихроматизма в целом, но и для нашей конкретной, необычной формы трихроматизма.
Финал объяснение связаны с социальной сигнальной системой.
Многие виды приматов используют красный цвет, например, ярко-красный нос мандрила или красные пятна на груди гелады, при социальном общении.
Точно так же эмоции людей сопровождаются изменением цвета лица, связанным с притоком крови: бледностью при плохом самочувствии или возбуждении, покраснением при смущении и так далее.
Возможно, распознавание таких особенностей и сигналов связано с необычным расположением колбочек? Недавно мы с коллегами проверили эту гипотезу экспериментально.
Мы сфотографировали морды самок макак-резус, которые краснеют, когда самки заинтересованы в спаривании.
Мы разработали эксперименты, в которых люди смотрели на пары изображений одной и той же самки: на одном она была заинтересована в спаривании, а на другом — нет. Участникам было предложено выбрать лицо самки, заинтересованной в спаривании, но мы слегка отредактировали изображения.
В некоторых подходах люди видели оригинальные изображения; в других они видели изображения с измененными цветами, чтобы имитировать то, что увидит наблюдатель с другой системой восприятия цвета.
Сравнивая таким образом различные типы трихроматизма и дихроматизма, мы обнаружили, что люди лучше всего справлялись с этой задачей при использовании нормального человеческого трихроматического зрения – и они справлялись с задачей гораздо лучше, используя нормальное зрение, чем при трихроматизме с равномерным распределением колбочек (без перекрывать).
красный и зеленый спектры).
Наши результаты соответствовали гипотезе социальных сигналов: зрительная система человека лучше других обнаруживает социальную информацию на лицах других приматов.
Однако мы проверили лишь необходимое условие гипотезы — что наше цветовое зрение лучше справляется с этой задачей, чем другие возможные виды зрения.
Вполне возможно, что эти сигналы возникли, чтобы воспользоваться чувствительностью наших глаз к определенным длинам волн, а не наоборот. Также возможно, что потребуется задействование нескольких объяснений одновременно.
Один или несколько факторов могут быть связаны с происхождением распределения колбочек (например, поедание фруктов), а другие факторы могут быть связаны с эволюционным поддержанием этого распределения после его развития (например, распознавание социальных сигналов).
До сих пор точно неизвестно, почему у людей развилось такое странное цветовое зрение.
Это может быть связано с поиском пищи, социальными сигналами, эволюционными ограничениями или каким-либо другим объяснением.
Однако у нас есть много инструментов для изучения этого вопроса — генетическое секвенирование индивидуального цветового зрения, экспериментальное моделирование различных типов цветового зрения в сочетании с поведенческим тестированием, наблюдения за дикими приматами, распознающими разные цвета.
Есть что-то странное в том, как мы воспринимаем цвета.
Мы отдали приоритет способности различать несколько конкретных цветов в ущерб возможности видеть как можно больше цветов.
Мы надеемся, что однажды мы узнаем, почему это произошло.
Теги: #Популярная наука #мозг #свет #зрение #глаза #цвет #колбочки #палочки
-
Создание 2D-Порталов С Помощью Шейдеров
19 Oct, 24 -
Выпущен Extjs 2.2
19 Oct, 24 -
Мои 5 Самых Больших Ошибок Во Фрилансе
19 Oct, 24
