夜行動物の視覚の秘密

要約

この記事では、蛾、猫、ヒキガエル、ハチドリなどの夜行性動物が暗闇で見るために開発した適応能力を探求します。これらの動物は低光条件下でも見ることができる独特な視覚能力を持ち、目は光が不足していることに対応するために進化しています。本文では、網膜の光受容体が光子を検出する方法や、脳がこの情報を利用して環境のイメージを構築する方法について説明します。また、目のサイズ、明るい部分を反射する「明るい鏡」、光受容体のグループ化が夜間の視力向上にどのように貢献するかを明らかにします。

夜行性動物が暗闇で見る方法

人間にとって、夜の世界は灰色の形のないキャンバスに見えますが、多くの夜行性動物は細部、形状、色彩にあふれた豊かで多様な世界を体験しています。問題は、蛾や他の夜行性動物と私たちとの違いは何かということです。答えは、彼らの目が光が不足していることに対応するために適応している方法にあります。

夜行性であろうとなかろうと、すべての目は、網膜の光受容体を利用して光子として知られる光粒子を検出します。光受容体はその後、その光子に関する情報を網膜内の他の細胞や脳に報告し、それらの情報をふるいにかけて、目が知覚する環境のイメージを構築するために使用します。

視覚における光子の重要性

光が明るいほど、目に入る光子の数が多くなります。晴れた日には、月の出ていない夜と比較して、100万回以上も多くの光子が目に入ります。光子は暗闇ではだけだけでなく、目に当たる方法も信頼性に欠けます。これは、光受容体が収集する情報が時間とともに変化することを意味し、イメージの品質も変化します。

暗闇では、ほとんどの昼行性動物の目にとって、ランダムに到着する希薄な散乱光子を検出することは難しすぎます。しかし、夜行性の動物にとっては、適応の問題に過ぎません。

暗闇で見るための適応

これらの適応の1つは、サイズです。例えば、ターサーは、脳と同じ大きさの眼球を持っており、哺乳類の中で頭の大きさに比べて最も大きな目を持っています。人間が同じ脳と目の比率を持っていた場合、私たちの目はグレープフルーツの大きさになります。ターサーの拡大された瞳孔は、かわいいために進化したのではなく、できるだけ多くの光を集めるために進化したものです。大きな目は、瞳孔と呼ばれる大きな開口部と大きなレンズを持つことができ、受容体により多くの光を集中させることができます。

ターサーが巨大な目で夜の景色を見る一方、猫は輝く目を使って同じことをします。猫の目は、光受容体の後ろにある明るい鏡と呼ばれる構造から輝きを得ます。この構造は、鏡のような層を含む結晶から作られており、入射光を光受容体に向かって跳ね返し、目から出します。これにより、不気味な輝きが生じ、光受容体に光子を検出する2回目の機会が与えられます。実際、このシステムは、道路で使用する人工的な猫の目のインスピレーションとなっています。