Этот цветной мир
Мы не задумываемся о многих вещах, данных нам Природой, и это естественно. Раз она создала нас такими, значит, это естественно. Однако разница в восприятии существами земными в действительности бывает столь большой, что, задумавшись и изучив ее, только диву даешься. Один из способов распознания окружающего – восприятие цвета – оказывается, не у всех одинаков.
Цвет детской неожиданности
Что об этом думали древние Древние египтяне искренне полагали, что цвет не является неотъемлимой характеристикой предмета как такового. Им вообще было близко эгоцентрическое восприятие мира. Они считали – человеческий глаз испускает разноцветные не видимые для другого человека лучи, которые и окрашивают предметы, на которые в данный момент смотрит исследователь.
Древнегреческий исследователь и философ Эмпедокл, живший в 5-м веке до н.э., предлагал такую гипотезу: все предметы, включая и глаза, испускают некую субстанцию, поле. Испускаемые субстанции встречаются где-то на середине расстояния, и от их столкновения появляется цвет. Согласитесь, чем-то напоминает современную волновую теорию. Какой цвет получится, зависит от качеств субстанции испускаемой глазом и предметом. Современник Эмпедокла Демокрит полагал что ощущение цвета – сугубо индивидуальная вещь, и рождается она в глубине нашего сознания. А истинный цвет зависит от конфигурации расположения мельчайших частиц, из которых состоит предмет.
Просто анатомия и физиологияСетчатка образована огромным количеством светочувствительных клеток. Строение этих клеток и их работа во многом объясняют механизм зрительного восприятия света, в том числе механизм цветового зрения.
Каждая клетка или небольшая их группа соединены с отдельными нервными волокнами и могут рассматриваться как окончания этих волокон в глазу. Другой конец каждого нервного волокна находится в соответствующих "зрительных" участках головного мозга. При выходе из глаза все волокна собираются в единый пучок — зрительный нерв.
Светочувствительные клетки сетчатки делятся на две группы, из-за своей характерной формы эти клетки получили название палочек и колбочек.
Палочки и колбочки различаются между собой содержащимися в них светочувствительными веществами. Вещество палочек — родопсин (зрительный пурпур). Максимальное светопоглощение родопсина соответствует длине волны примерно 500нм (зеленый свет). Значит палочки имеют максимальную чувствительность к излучению с длиной волны 500нм. Предполагают, что светочувствительное вещество колбочек (йодопсин) состоит из смеси трех веществ - опсинов, каждое из которых имеет максимальное поглощение, а следовательно, и максимальную светочувствительность в коротко–, средне– и длинноволновой зонах спектра. Стало быть, одни колбочки можно считать «красными», другие «зелеными», и третьи «синими» из-за их специализации. Такое цветовосприятие как у человека называется трихроматическим. Но есть на Земле существа с более совершенныой системой – тетрахроматической.
Под действием света молекулы светочувствительных веществ диссоциируют (распадаются) на положительно и отрицательно заряженные ионы. Это вызывает импульс тока в нервном волокне, который распространяется по направлению к мозгу со скоростью до 100 метров в секунду.
Реакции светового распада родопсина и йодопсина обратимы, т.е. через некоторое время после того, как под действием света они были разложены на ионы, происходит их восстановление в своей первоначальной чувствительной к свету форме. Таким образом, в глазу устанавливается непрерывный цикл разрушения и последующего восстановления светочувствительных веществ. Это обеспечивает нормальную работу глаза в течение продолжительного времени.
Эволюция цветовосприятияКак уже говорилось, не все животные имеют одинаковую способность видеть и различать цвета. Еще до выхода позвоночных на сушу они были способны делать это лучше нас с вами благодаря четырем видам опсина, имевшимся у них. Птицы и некоторые другие позвоночные, чьи ветви развития отделились от нас еще до формирования класса млекопитающих, по-прежнему имеют тетрахроматическое зрение, в отличие от нас с нашим трихроматическим. А большинство млекопитающих обладают дихроматическим зрением. В чем же дело? Куда делся четвертый опсин у человека и некоторых обезьян и куда исчезли целых два у остальных животных, выкармливающих детенышей молоком?
Впрочем, дальтонизм может быть и приобретенным из-за поражения сетчатки или зрительного нерва – это редко. Гораздо чаще он имеет наследственную природу. Передача дальтонизма по наследству связана с X-хромосомой и практически всегда передается от матери-носителя гена к сыну, в результате чего в двадцать раз чаще проявляется у мужчин, имеющих набор половых хромосом XY. У мужчин дефект в единственной X-хромосоме не компенсируется, так как «запасной» X-хромосомы нет. Некоторые виды дальтонизма следует считать не «наследственным заболеванием», а скорее — особенностью зрения. Согласно исследованиям британских ученых, люди, которым трудно различать красные и зеленые цвета, могут различать множество других оттенков. В частности, оттенков цвета хаки, которые кажутся одинаковыми людям с нормальным зрением. Возможно, в прошлом такая особенность давала ее носителям эволюционные преимущества, например, помогала находить пищу в сухой траве и листьях.
Клинически различают полную и частичную цветовую слепоту.
| |
С целью диагностики различных видов дальтонизма разработана масса визуальных тестов, их можно найти и в Интернете. Лечение дальтонизма возможно с помощью методов генной инженерии, хотя применяется редко, ведь считается, что с дальтонизмом можно жить, это не влияет на качество жизни. В клетки сетчатки внедряют недостающие гены с использованием в качестве транспортера вирусов. А в 2009 г. в журнале Nature появилась публикация об успешном испытании этой технологии на обезьянах, обладающих по природе своей дихроматическим зрением. Также существуют методы корректировки цветовосприятия с помощью специальных линз.
