ไตรโครมาซี

การมอง เห็นสีแบบไตรโครมาซีหรือไตรโครมาติซึมคือการมีช่องทางอิสระสามช่องทางในการถ่ายทอด ข้อมูล สี ซึ่งได้มาจาก เซลล์รูปกรวยสามประเภทที่แตกต่างกันในดวงตา[ 1 ] สิ่งมีชีวิตที่มีการ มองเห็นสีแบบไตรโครมาซีเรียกว่าไตรโครแมต
คำอธิบายทั่วไปของภาวะการมองเห็นสีสามสีคือเรตินา ของสิ่งมีชีวิต มีตัวรับสีสามประเภท (เรียกว่าเซลล์รูปกรวยในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ) ที่มีสเปกตรัมการดูดซับ ที่แตกต่างกัน ในความเป็นจริง จำนวนประเภทของตัวรับสีอาจมากกว่าสามประเภท เนื่องจากตัวรับสีแต่ละประเภทอาจทำงานที่ความเข้มแสงต่างกัน ในสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีเซลล์รูปกรวยสามประเภท ที่ความเข้มแสงต่ำเซลล์รูปแท่งอาจมีส่วนช่วยในการมองเห็นสีได้
มนุษย์และสัตว์อื่นๆ ที่มีสีสามสี
มนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม บางชนิด ได้วิวัฒนาการการมองเห็นสีแบบไตรโครมาซีโดยอาศัยเม็ดสีที่สืบทอดมาจากสัตว์มีกระดูกสันหลังในยุคแรก ตัวอย่างเช่น ในปลาและนก มีการใช้ เม็ดสีสี่ชนิดในการมองเห็น เม็ดสีรับภาพโคนพิเศษเหล่านี้ตรวจจับพลังงานของความยาวคลื่น อื่น ๆ บางครั้งรวมถึงรังสีอัลตราไวโอเลตในที่สุดเม็ดสีสองชนิดนี้ก็หายไป (ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีรก ) และอีกชนิดหนึ่งก็ได้รับมา ส่งผลให้เกิดการมองเห็นสีแบบไตรโครมาซีในไพรเมตบาง ชนิด [ 2 ]มนุษย์และไพรเมตที่ใกล้เคียงกันมักจะมองเห็นสีแบบไตรโครมาซี เช่นเดียวกับลิงโลกใหม่เพศ เมียส่วนใหญ่ และลิงฮาวเลอร์ ทั้งเพศผู้และเพศ เมีย[ 3 ]
งานวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่าการมองเห็นสีสามสีอาจเป็นลักษณะทั่วไปในสัตว์มีถุงหน้าท้อง [ 4 ] การศึกษาเกี่ยวกับการมองเห็นสีสามสีใน สัตว์มีถุงหน้าท้อง ของออสเตรเลียชี้ให้เห็นว่าความไวต่อความยาวคลื่นปานกลาง (MWS) ของกรวยในพอสซัมน้ำผึ้ง ( Tarsipes rostratus ) และดุนนาร์ตหางอ้วน ( Sminthopsis crassicaudata ) เป็นลักษณะที่สืบทอดมาจาก โครงสร้าง เรตินาของสัตว์เลื้อยคลาน การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งใช้การทดสอบพฤติกรรม การวิเคราะห์ทางพันธุกรรม และอิมมูโนฮิสโตเคมี และพบการมองเห็นสีสามสีและการมองเห็นรังสีอัลตราไวโอเลตในชูการ์ไกลเดอร์ กลางคืน ( Petaurus breviceps ) [ 5 ]ความเป็นไปได้ของการมองเห็นสีสามสีในสัตว์มีถุงหน้าท้องอาจมี พื้นฐาน ทางวิวัฒนาการ ที่แตกต่าง จากไพรเมต การทดสอบ ทางชีววิทยาและพฤติกรรมเพิ่มเติมอาจตรวจสอบได้ว่าการมองเห็นสีสามสีเป็นลักษณะทั่วไปของสัตว์มีถุง หน้าท้องหรือ ไม่ [ 2 ]
สัตว์ เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ในปัจจุบันเชื่อว่าเป็นสัตว์ ที่มีการมอง เห็นสีแบบไดโครแมตโดยมีเซลล์รูปกรวยเพียงสองชนิด (แม้ว่าการมองเห็นสีแบบไตรโครแมตในระดับจำกัดจะเกิดขึ้นได้ในระดับแสงน้อยซึ่งทั้งเซลล์ รูปแท่ง และ เซลล์รูปกรวยทำงาน) [ 6 ]การศึกษาเกี่ยวกับสัตว์กินเนื้อส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ เผยให้เห็นว่า สัตว์เหล่านี้มีการ มอง เห็นสีแบบไดโครแมต ตัวอย่างเช่น สุนัขบ้านเฟอร์เร็ต และไฮ ยีน่าลายจุด[ 7 ] [ 8 ]แมลง บางชนิด(เช่นผึ้ง ) ก็มีการมองเห็นสีแบบไตรโครแมตเช่นกัน โดยไวต่อรังสีอัลตราไวโอเลตสีฟ้า และสีเขียว แทนที่จะเป็นสีฟ้า สีเขียว และสีแดง[ 3 ]
งานวิจัยระบุว่าการมองเห็นสีสามสีช่วยให้สัตว์สามารถแยกแยะผลไม้และใบอ่อนที่มีสีสันสดใสออกจากพืชชนิดอื่นที่ไม่เป็นประโยชน์ต่อการอยู่รอดของพวกมันได้[ 9 ]อีกทฤษฎีหนึ่งคือการตรวจจับการแดง ของผิวหนัง และอารมณ์อาจมีอิทธิพลต่อการพัฒนาการมองเห็นสีสามสีของไพรเมต สีแดงยังมีผลกระทบอื่นๆ ต่อพฤติกรรมของไพรเมตและมนุษย์ดังที่ได้กล่าวไว้ในบทความ เกี่ยว กับจิตวิทยาสี[ 10 ]
ชนิดของเซลล์รูปกรวยที่พบเฉพาะในไพรเมต
ไพรเมตเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีรกชนิดเดียวที่รู้จักที่มีการมองเห็นสีแบบไตรโครแมต[ 11 ] ดวงตาของพวกมันประกอบด้วยเซลล์ รูปกรวยสามชนิดที่แตกต่างกัน โดยแต่ละชนิดมี รงควัตถุรับแสง ( ออปซิน ) ที่แตกต่างกัน ความไวสูงสุดของพวกมันอยู่ในช่วงสีน้ำเงิน (เซลล์รูปกรวย S ที่มีความยาวคลื่นสั้น) สีเขียว (เซลล์รูปกรวย M ที่มีความยาวคลื่นปานกลาง) และสีเหลืองเขียว (เซลล์รูปกรวย L ที่มีความยาวคลื่นยาว) ของสเปกตรัมสี[ 12 ]เซลล์รูปกรวย S คิดเป็น 5–10% ของเซลล์รูปกรวยทั้งหมดและก่อตัวเป็นโมเสกปกติ เซลล์ ไบโพลาร์และ เซลล์ แกงลีออน พิเศษ จะส่งสัญญาณเหล่านั้นจากเซลล์รูปกรวย S และมีหลักฐานว่าพวกมันมีเส้นทางสัญญาณแยกต่างหากผ่านทาลามัสไปยังคอร์เทกซ์การมองเห็นด้วยเช่นกัน ในทางกลับกัน เซลล์รูปกรวย L และ M นั้นยากที่จะแยกแยะได้จากรูปร่างหรือวิธีการทางกายวิภาคอื่นๆ – ออปซินของพวกมันแตกต่างกันเพียง 15 จาก 363 กรดอะมิโน ดังนั้นจึงยังไม่มีใครประสบความสำเร็จในการสร้างแอนติบอดีเฉพาะสำหรับพวกมัน แต่ Mollon และ Bowmaker [ 13 ]พบว่ากรวย L และกรวย M กระจายแบบสุ่มและมีจำนวนเท่ากัน[ 14 ]
กลไกการมองเห็นสีแบบไตรสี


การมองเห็นสีแบบไตรโครมาติก คือความสามารถของมนุษย์และสัตว์บางชนิดในการมองเห็นสี ต่างๆ โดยอาศัยปฏิสัมพันธ์ระหว่าง เซลล์ รูป กรวยรับแสงสีสามประเภททฤษฎี การมองเห็น สีแบบไตรโครมาติกเริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 18 เมื่อโทมัสยัง เสนอว่าการมองเห็นสีเป็นผลมาจาก เซลล์รับแสง สามชนิดที่แตกต่างกัน ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 19 ใน ตำรา ว่าด้วยทัศนศาสตร์ทางสรีรวิทยา[ 15 ] [ 16 ]เฮอร์มันน์ ฟอน เฮล์มโฮลทซ์ได้ขยายแนวคิดของยังโดยใช้การทดลองจับคู่สี ซึ่งแสดงให้เห็นว่าผู้ที่มีสายตาปกติจำเป็นต้องใช้ความยาวคลื่นสามค่าเพื่อสร้างช่วงสีปกติ หลักฐานทางสรีรวิทยาสำหรับทฤษฎีไตรโครมาติกได้รับการนำเสนอในภายหลังโดยกุนนาร์ สวาติชิน (1956) [ 17 ]
เซลล์รูปกรวยทั้งสามชนิดใน เรตินาของดวงตาแต่ละชนิด มี เม็ดสีไวแสงที่แตกต่างกันซึ่งประกอบด้วยโปรตีนทรานส์เมมเบรนที่เรียกว่าออปซินและโมเลกุลไวแสงที่เรียกว่า11-ซิสเรตินัลเม็ดสีแต่ละชนิดมีความไวต่อความยาวคลื่นแสง ที่เฉพาะเจาะจงเป็นพิเศษ (กล่าวคือ เม็ดสีมีแนวโน้มที่จะสร้าง การตอบสนอง ของเซลล์ได้ มากที่สุด เมื่อถูกกระทบด้วยโฟตอนที่มีความยาวคลื่นเฉพาะที่เม็ดสีนั้นไวที่สุด) เซลล์รูปกรวยทั้งสามชนิดคือ L, M และ S ซึ่งมีเม็ดสีที่ตอบสนองได้ดีที่สุดต่อแสงที่มีความยาวคลื่นยาว (โดยเฉพาะ 560 นาโนเมตร) ปานกลาง (530 นาโนเมตร) และสั้น (420 นาโนเมตร) ตามลำดับ[ 18 ] [ 19 ]
เนื่องจากความน่าจะเป็นของการตอบสนองของเซลล์รูปกรวยแต่ละชนิดนั้นแตกต่างกันไม่เพียงแต่ตามความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความเข้ม ของแสง ด้วย สมองจึงไม่สามารถแยกแยะสีต่างๆ ได้หากได้รับข้อมูลจากเซลล์รูปกรวยเพียงชนิดเดียว ดังนั้น การทำงานร่วมกันระหว่างเซลล์รูปกรวยอย่างน้อยสองชนิดจึงจำเป็นต่อความสามารถในการรับรู้สี ด้วยเซลล์รูปกรวยอย่างน้อยสองชนิด สมองสามารถเปรียบเทียบสัญญาณจากแต่ละชนิดและกำหนดทั้งความเข้มและสีของแสงได้ ตัวอย่างเช่น การกระตุ้นเซลล์รูปกรวยที่มีความยาวคลื่นปานกลางในระดับปานกลาง อาจหมายความว่าเซลล์นั้นถูกกระตุ้นด้วยแสงสีแดงที่สว่างมาก (ความยาวคลื่นยาว) หรือแสงสีเหลืองอมเขียวที่ไม่เข้มมากนัก แต่แสงสีแดงที่สว่างมากจะทำให้เกิดการตอบสนองที่แรงกว่าจากเซลล์รูปกรวยที่มีความยาวคลื่นยาวมากกว่าเซลล์รูปกรวยที่มีความยาวคลื่นปานกลาง ในขณะที่แสงสีเหลืองอมเขียวที่ไม่เข้มมากนักจะทำให้เกิดการตอบสนองที่แรงกว่าจากเซลล์รูปกรวยที่มีความยาวคลื่นปานกลางมากกว่าเซลล์รูปกรวยอื่นๆ ดังนั้น การมองเห็นสีแบบไตรโครมาติกจึงเกิดขึ้นได้จากการใช้การตอบสนองของเซลล์หลายๆ ชนิดร่วมกัน
มีการประมาณว่ามนุษย์โดยเฉลี่ยสามารถแยกแยะสีต่างๆ ได้มากถึงสิบล้านสี[ 20 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- The Straight Dope : "แมวและสุนัขตาบอดสีจริงหรือ? พวกมันรู้ได้อย่างไร?"
- Svaetichin, Gunnar; MacNichol, Edward F. (พฤศจิกายน 1958). "กลไกเรตินาสำหรับการมองเห็นสีและการมองเห็นไร้สี". Annals of the New York Academy of Sciences . 74 (2): 385– 404. Bibcode : 1959NYASA..74..385S . doi : 10.1111/j.1749-6632.1958.tb39560.x . PMID 13627867. S2CID 27130943 .