مردمک‌هایی که دنیا را رنگی می‌کنند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از Futurity، زیست‌شناسان چند دهه درباره نوع دید هشت‌پاها دچار تناقض بودند. سرپایانی مانند هشت‌پا و ماهی مرکب با وجود تغییر رنگ پوست و توانایی تغییر رنگ سریع در موقعیت‌های مختلف، چشم‌هایی با یک نوع گیرنده نوری دارند و این بدان معناست که تنها قادر به دیدن رنگ سیاه و سفید هستند.

سرپایان هنگام جفت‌یابی و جذب ماده، نورهایی با رنگ‌های روشن از خود ساطع می‌کنند و این در حالی است که محققان معتقدند این ماهی‌ها قادر به دیدن رنگ‌های مختلف نیستند. همچنین محققان به دنبال آن هستند که این ماهی‌ها چگونه رنگ پوست خود را به رنگ محیط اطراف درمی‌آورند و استتار می‌کنند در حالی که قادر به مشاهده رنگ‌ها نیستند.

مطالعات جدید حاکی از آن است که سرپایان نیز قادر به دیدن رنگ‌ها هستند اما نحوه دیدن آنها با سایر جانوران متفاوت است. اما راز آنها در مردمک‌های غیرمعمول «U» ‌شکل، «W» شکل یا دمبل‌مانندی است که دارند و این امر از طریق عدسی‌ها در جهات مختلف به نور اجازه ورود به چشم از جهات مختلف را می‌دهد نه این که به طور مستقیم داخل شبکیه شود.

چشم انسان‌ها و پستانداران مردمک‌های دایره‌ای شکلی دارد که داخل محفظه چشم منقبض می‌شود تا دید شفافی را با تمام رنگ‌هایی که روی یک نقطه متمرکز شده است، مشاهده کنند. مردمک‌های متسع‌شده نه تنها باعث تاری دید می‌شوند، بلکه حاشیه‌های رنگی را در اطراف اشیاء ایجاد می‌کنند که به آن «انحراف رنگی» گفته می‌شود.

این به این دلیل است که عدسی‌های شفاف چشم که در انسان، شکل را برای تمرکز نور روی شبکیه تغییر می‌دهند مانند یک منشور عمل می‌کنند و نور سفید را به رنگ‌های تشکیل‌دهنده آن تقسیم می‌کنند. هرچه مساحت مردمکی که نور را متمرکز می‌کند بیشتر باشد، رنگ‌های بیشتری پخش می‌شود. هرچه مردمک کوچک‌تر باشد، انحراف رنگی کم‌تر خواهد بود. عدسی‌های دوربین و تلسکوپ نیز نسبت به انحراف رنگی واکنش مشابهی دارند و دلیل اینکه عکاسان عدسی‌های دوربین را تنظیم می‌کنند تا تصاویر شفاف‌تر با کم‌ترین حد تاری رنگ بگیرند نیز همین است.

سرپایان مردمک‌های باز و بزرگی دارند که انحراف رنگی را متمرکز می‌کند و با تمرکز طول موج‌های خاص روی شبکیه نورها را ارزیابی می‌کند. آنها که این طول موج‌ها را با تغییر عمق برجستگی کاسه چشم متمرکز می‌کنند، فاصله بین عدسی و شبکیه را تغییر می‌دهد و مردمک را برای تغییر در محل خروج از محور و تغییر میزان تاری رنگی به اطراف حرکت می‌دهد.

محققان دانشگاه کالیفرنیا بر این باورند که سرپایان از یک منبع همیشگی در چشم‌های حیوانات که باعث افت کیفیت تصویر می‌شود، استفاده می‌کنند که آن را تبدیل به یک اشکال بزرگ کرده است. با وجود اینکه بیشتر اورگانیسم‌ها راه‌هایی را برای کاهش این اثر ایجاد می‌کنند، مردمک‌های «U»شکل هشت‌پا و ماهی‌های مرکب و خانواده‌های آنها این نقص را در سیستم بینایی این ماهی‌ها بزرگ می‌کند در حالی که سایر منابع خطاهای تصویری را کاهش می‌دهد و تصویر جهان را تار می‌کند اما به آنها کمک می‌کند که اطلاعات رنگی از محیط کسب کنند.

مردمک‌های «U»شکل مانند چشم ماهی‌های مرکب به جانور اجازه می‌دهد که رنگ خاصی را براساس تمرکز آن روی شبکیه تشخیص دهند. مردمک‌های دمبل‌مانند هشت‌پا نیز عملکرد مشابهی دارند. این مردمک‌ها داخل کاسه چشمی به شکل U احاطه شده‌اند هنگام نگاه کردن، اثر مشابهی ایجاد می‌کند. دلفین‌ها هم بر این اساس دید رنگی دارند.

دید این جانوران تار است اما این تاری دید به رنگ بستگی دارد به عنوان مثال، در مشاهده اشیای سفید رنگ نسبتا بد عمل می‌کنند و تمام طول موج‌های نور را بازتاب می‌کنند اما روی اشیائی با رنگ‌های خالص‌تر مانند زرد یا آبی که روی صخره‌های مرجانی و سنگ‌ها و جلبک‌ها بیشتر مشاهده می‌شود، تمرکز دقیق‌تری دارند.

تحقیقات صورت گرفته توانایی این جانوران را در مشاهده رنگ‌های ثابت یا لبه‌های بین دو رنگ با روشنایی یکسان را مورد آزمایش قرار دادند که مشاهده آنها برای چشم این جانواران دشوار است؛ همان‌طور که برای یک دوربین تمرکز روی یک رنگ خالص بدون وجود کنتراست دشوار است. سرپایان در تشخیص کناره‌های بین نورهای روشن و تیره بهترین هستند و در واقع، الگوهای نمایشی آنها نقاطی از رنگ‌های جدا شده با نوارهای تیره هستند.

محققان در مطالعات خود، مکانیسم عظیمی را کشف کرده‌اند که به سرپایان اجازه می‌دهد با وجود داشتن یک رنگدانه واحد در شبکیه چشم، رنگ محیط اطراف را شناسایی کنند. این مساله با رنگدانه‌های چندگانه بینایی در انسان‌ها و بسیاری از حیوانات متفاوت است.

گزارش: ندا اظهری