مقایسه چشمان انسان با سایر جانوران (عکس)

مقایسه چشمان انسان با سایر حیوانات

چشمان ما را به رخ سایر رقیبان می‌کشد. اما فراموش نکنید که گونه هاي جانوری دیگری هم میباشند که حتی بهتر از ما در نور ضعیف می‌توانند ببینند.

به گزارش تالاب: چشم انسان بی شک یکی از کامل ترین ها در نوع خود هست. ما انسان ها نه تنها لکه هاي کوچک گرد و غبار بلکه حتی کوه هاي عظیم را در نزدیکی یا حتی دورتر از خود با وضوح رنگی کامل میبینیم. مغز بی بدیل ما کمک می‌کند تا جابجایی ها را در اطراف خود تشخیص دهیم، کسانی راکه می شناسیم با حتی سال‌ها گذشته دیده ایم، به سرعت یا پس از اندکی تعمق به خاطر بیاوریم.

یکی از خارق العاده ترین شعبده هاي چشمان ما که اغلب هم به آن دقت نمی‌کنیم، این هست که وقتی از یک محیط پرنور وارد یک محیط با نور به نسبت کمتر میشویم و سطح نور به شدت کاهش پیدا می‌کند، چشمان ما به سرعت خودشان را با محیط اخیر منطبق میکنند.

این مثال شاید یکی از برترین مثال هایي هست که توان بینظیر و مثال زدنی چشمان ما را به رخ سایر رقیبان میکشد. اما فراموش نکنید که گونه هاي جانوری دیگری هم میباشند که حتی بهتر از ما در نور ضعیف می‌توانند ببینند.

شکست مقابل شبگردها

اجازه دهید که در همین ابتدای کار شما را با یک حقیقت تلخ آشنا کنیم، توان رقابتی چشمان ما در هنگام گرگ و میش یعنی زمانی که هوا تاریک می‌شود، در مقایسه با اغلب گونه هاي شبگرد کم می‌شود. یک مثال ساده، در یک روز پاییزی یا زمستانی درست زمانی که هوا رو به تاریکی می‌رود، با یک روزنامه از خانه یا محل کارتان خارج شوید.

در هوای آزاد روزنامه را باز و شروع به خواندن کنید، بعد از مدتی احساس می‌کنید که گویی حروف سیاهرنگ روزنامه با اساس سفید زیر آن در حال ادغام شدن میباشند. رفته رفته خطوط سیاهرنگ خاکستری شده و تدریجی توان تشخیص انها غیرممکن میشود.

مقایسه چشمان انسان با سایر حیوانات

حالا فرض کنید که چشم هاي شما را با چشم هاي یک گربه عوض کنند، این باورنکردنی هست: می‌توانید همۀ کلمات را به همان وضوح که در روز میبینید، دیدن کنید. دقیقا همینجاست که چشمان تکامل یافته ما در یک رقابت نابرابر مقهور چشم هاي گربه سانان میشود.

دیدنی اینجاست که چشمان گربه سانان علی رغم عادت شکارگری شان نه تنها در شب که در طول روز نیز بسیار حساس میباشند. این مخلوقات شگفت انگیز که برترین دید شب را دارند، در هنگام روز نیز با چشمان خارق العاده شان کوچک ترین کورسوی نور را گرفته و دید بسیار خوبی دارند. علم فیزیک به ما میگوید که گربه ها حتی زمانی که چیزی برای دیدن هم وجود ندارد، میبینند.

معیار سنجش بینایی

میزان نور به ازای مترمربع را با واحدی به نام لوکس «Lux» اندازه گیری می‌کنند. در حقیقت این واحد بدین منظور بهرهگیری میشود که بتوانند میزان نور مورد نیاز برای دیدن را در موجودات گوناگون با یکدیگر مقایسه کنند. بعنوان مثلا چشمان انسان ها در نور روز یعنی زمانی که میزان روشنایی معمولا بیش از 10 هزار لوکس هست؛

بخوبی می‌بیند. اگرچه چشمان تکامل یافته ما انسان ها حتی در شرایطی که میزان نور یک لوکس هم هست یعنی تقریبا زمانی که هوا رو به تاریکی میرود، باز هم می‌بیند. اما دیدنی اینجاست که یک گربه خانگی معمولی تنها در یک هشتم نوری که ما انسان ها احتیاج داریم، میبیند.

مطالعات نشان میدهد که گربه خانگی با نام علمی ««Felis catus» در نوری به میزان 0.125 لوکس، بینایی بسیار خوبی دارد. اساس عملکرد چشم ما و گربه سانان نمونه هست اما علت این بینایی خارق العاده را باید در جای دیگری جست و جو کرد چرا که گربه ها بعنوان شکارچیان شبگرد نیاز به دید بهتری دارند تا ما انسان ها که بخش اعظم فعالیت خود ما را در روز انجام میدهیم.

ساختار مشابه

چشم انسان و گربه سانان سه جزء مهم نمونه دارد: یک حفره که اجازه میدهد تا نور وارد شود و به آن مردمک میگویند، یک عدسی که نور را متمرکز میکند و یک پرده که عکس روی آن میوفتد و به آن شبکیه میگویند. اما در چشم گربه سانان هر سه جزء فوق به نوعی اصلاح شده اند.

بعنوان مثال مردم چشم انسان ها گرد هست، در حالی‌که مردم چشم گربه ها حالت بیضی شکل دارد. مردمک چشم گربه ها در طول روز به اندازه اي باریک میشود که اکثر شبیه یک شکاف یا یک درز جلوه می‌کند، در حالیکه همین مردمک در طول شب تا حداکثر میزان ممکن عریض می‌شود. مردم چشم انسان ها می‌تواند باز و بسته شود اما قطعا نه تا آن اندازه که مردم گربه ها تغییر میکند.

اضافه بر این چشم گربه سانان در مقایسه با انسان عدسی هاي بزرگتری دارد و همین مساله به انها اجازه میدهد تا نور بیشتری را از محیط اطراف دریافت کنند. همینطور گربه سانان یک لایه انعکاسی در پشت شبکیه چشمشان دارند که به آن پرده درخشان یا «Tapetum lucidum» می‌گویند.

همین پرده هست که باعث میشود تا چشم گربه سانان در شب بدرخشد. عملکرد چشم انها به این شکل هست که نور ورودی از شبکیه می گذرد و سس مجدد از پشت شبکیه به درون شبکیه باز می تابد و همین عمل ساده باعث میشود که گیرنده هاي حسی شبکیه، نور بیشتری دریافت کنند و در عمل بهتر ببینند. در یک تعریف ساده میتوان این طور گفت که نور دو بار از شبکیه گربه سانان می گذرد لذا شبکیه دو برابر شانس این را دارد که نور را جذب کند.

شبکیه گربه سانان رمز دید بهتر

اضافه بر تمامی مواردی که در بالا به آنها اشاره شد، باید این نکته را هم در نظر داشته باشید که گربه سانان در عمل آرایش شبکیه خودشان را تغییر داده اند. اجازه دهید که مساله را اینجور توضیح دهیم، دو نوع از سلول هاي حساس به نور در شبکیه چشم گربه سانان وجود دارد: اول سلول هاي مخروطی که به رنگ حساس میباشند اما تنها در نور روشن روز کار می‌کنند، درحالی که سلول هاي استوانه شکلی هم میباشند که تنها رنگ هاي سایه و سفید را می شناسند و برعکس سلول هاي مخروطی تنها در نور ضعیف شب کار می‌کنند.

مقایسه چشمان انسان با سایر حیوانات

ما انسان ها تعداد زیادی سلول هاي مخروطی داریم اما اگر گربه سانان برخلاف ما سلول هاي استوانه اي اکثر دارند، گربه سانان به ازای هر سلول مخروطی 25 سلول استوانه اي در شبکیه چشم هایشان دارند و این رقم در مورد انسان ها کاملا متفاوت هست چرا که ما انسان ها به ازای هر سلول مخروطی تنها 4 سلول استوانه داریم.

دید گربه ها در روز نمونه انسان ها هست با این تفاوت که آنها نسبت به دو رنگ قرمز و سبز حالت کوررنگی دارند. گربه سانان میتوانند رنگ آبی را از سایر رنگ ها تمیز دهند اما نمی‌توانند بین رنگ هاي قرمز، قهوه اي و سبز تمایزی قائل شوند.

یک گربه در هر میلیمتر مکعب شبکیه اش، حدود 350 هزار سلول استوانه اي دارد، در حالیکه این رقم در انسان ها بین 80 تا 150 هزار متغیر هست.

در گربه سانان سیگنال ها از حدود 1500 سلول استوانه اي به هر نورون عصبی منتقل میشوند و نورون ها نیز پیام ها را به همین ترتیب از شبکیه به مغز مخابره میکنند. همۀ این‌ها بدان معناست که چشم گربه ها حتی کوچکترین سیگنال ها را هم دریافت میکند و به مغز مخابره می‌کند، لذا تصویری که گربه سانان می‌بینند، بسیار کامل تر از آن چیزی هست که ما تصور می‌کنیم.

گربه ها هم پیروز این رقابت نیستند

حال با همۀ این اوصاف اگر فکر می‌کنید که گربه سانان حساس ترین چشم هاي جهان را دارند سخت در اشتباه هستید. حیوانی به نام شبگرد یا «Tarsiers, Tarsiidae» در نواحی جنوب شرقی آسیا زیست می‌کند که قطر چشم هایش بین 15 یا 18 سانتیمتر هست و چشم هایش تقریبا کل صورتش را پوشانده اند.

این حیوان حتی می‌تواند در نوری به میزان 0.001 لوکس هم به خوبی ببیند. شبگردها در اصل یک خانواده از راسته نخستی سانان میباشند و بخش اعظم زندگی خودشان را در روی درخت می گذرانند. آنها بزرگ ترین چشم ها را نسبت به اندازه بدنشان در میان همۀ پستانداران دارند.

بدن یک شبگرد به استثنای دمش حدود 9 الی 16 سانتیمتر هست. تنها نکته منفی چشم هاي شبگرد این هست که قابلیت جا به جایی ندارد اما آنها برای جبران این نقیصه راهکاری ایده آل دارند: سر یک شبگرد درست 180 درجه می‌چرخد.

شبگردها شکارچی میباشند و طعمه خودشان یعنی حشرات را صبح زود یا اوایل شب شکار می‌کنند. در این اوقات از روز میزان نور بین 0.100 تا 0.01 لوکس متغیر هست. چشم شبگردها تا حدودی شبیه ما انسان هاست با این تفاوت که اندازه آن به راستی بزرگ‌تر هست.

دو عامل بزرگی چشم و ماهیچه هاي زیادی که در اطراف چشم ها وجود دارند، این اجازه را به شبگردها می‌دهد که میزان نور ورودی به چشم هایشان را نظارت کنند. در شبکیه چشم شبگردها نیز درست مانند گربه ها اکثر از 300 هزار سلول استوانه اي وجود دارد.

رقبای دیگر

سوسک هاي سرگین غلتان راکه حتما دیده اید. همان هایي که از مدفوع سایر حیوانات تغذیه کرده و آنها را به شکل یک توپ گرد حمل می‌کنند. یک سوسک سرگین غلتان می‌توان به راحتی مدفوعی تا بیش از 200 برابر وزن بدن خود را جا به جا کند.

چشم هاي آنها با چشم هاي ما بسیار تفاوت دارد، چرا که چشم همۀ حشرات مرکب هست. چشم هاي مرکب از واحدهای مجزایی به نام ریزچشمک «Ommatidia» تشکیل شده هست که به اشکال گوناگون با یکدیگر ترکیب می‌شوند.

در حشرات روزپرواز هر ریزچشمک یک رنگدانه محافظ دارد اما در حشرات شب پرواز این محافظ رنگدانه وجود ندارد و این بدان معنی هست که نوری که توسط چندین ریزچشمک گرد آوری می‌شود، میتواند ترکیب شود و بر یک گیرنده نوری متمرکز شود و این مساله در جای خود حساسیت چشم ها را اکثر می‌کند.

مطالعات نشان می‌دهد که سوسک هاي سرگین غلتان به سه گروه تقسیم می‌شوند: سوسک هاي روزپرواز که ریزچشمک ها را با هم ترکیب میکنند و درنهایت سوسک هاي شب پرواز که تعداد ریزچشمک هاي آنها دو برابر سوسک هاي عصرپرواز هست.

دیدنی اینجاست که چشم هاي یک سوسک شب پرواز میتواند 85 بار حساس تر از چشم هاي یک سوسک روزپرواز باشد. یک سوسک سرگین غلتان شب پرواز میتواند در شرایطی که میزان نور بین 0.001 تا 0.0001 لوکس هست هم به خوبی ببیند.

زنبورهای عسل با دید فوق العاده

دانشمندان سوئدی به این نتیجه رسیده اند که بعضی از زنبورها نیز واجد محافظ ریزچشمک میباشند و به همین علت هست که کار خودشان را برای یافتن غذا به برترین نحو ممکن انجام می‌دهند. آنهادر سال 2004 به این نتیجه رسیدند که بعضی از زنبورهای شب فعال در شرایطی مسیر خودشان را به خوبی پیدا می‌کنند که میزان روشنایی محیط حتی 20 بار کمتر از زمانی هست که در آسمان ستاره دیده می‌شود.

شب کاری برای زنبورهای عسل دو مزیت دارد: اول این که آنها میتوانند از شیره و گرده گل هایي که در شب شکوفا می‌شوند، بهرهگیری کنند و دوم این که در این اوقات تعداد مهاجمان و انگل ها نیز کمتر هست. اما انجام اینکار زمانی امکان‌پذیر هست که چشم آنها نیز قابلیت هاي خاصی داشته باشد.

چشم بعضی از گونه هاي زنبورهای عسل شب فعال به حدی پیشرفته هست که سیگنال هاي ارسالی ریزچشمک ها در وهله اولیه به صورت گروهی گرد آوری می‌شود و سپس داده ها در حجم وسیع به مغز مخابره میشود.

داده هاي اکثر هم به این معناست که عکس میتواند در عمل شفاف تر و روشن تر باشد. چشم بعضی از زنبورهای عسل شب کار به حدی پیشرفته هست که میتواند حتی در زمانی که میزان نور 0.00063 لوکس هم به خوبی ببیند.

دید سوسک ها را دست کم نگیرید

ما نمی‌توانیم دید سوسک ها را با سایر حیوانات مقایسه کنیم، چرا که دید انها به نحو متفاوتی اندازه گیری میشود. اما واقعیت این هست که چشم سوسک ها به شکل وصف ناپذیری خارق العاده و بسیار حساس هست.

در سال 2014 دانشمندان فنلاندی به این نتیجه گیری رسیدند که سلول هاي حساس به نور ریزچشمک هاي سوسک ها حتی به سطوح خیلی اندک نور هم واکنش نشان میدهد.

اجازه دهید که یک مثال ساده بزنیم، چشم یک انسان حداقل به 100 فوتون همزمان نیاز دارد تا بتواند چیزی را تشخیص دهد اما سلول هاي حساس به نور چشم سوسک ها از این ها هم حساس تر میباشند. سلول هاي حساس به نور سوسک ها حتی زمانی هم که کم تر از یک فوتون نوری در هر یک ثانیه به آنها میرسد، باز هم از خودشان عکس العمل نشان می‌دهند.