Silm

Silmade tüübid

Tänapäeval on teada kümme erinevat silmatüüpi. Enamik pildi jäädvustamise viise on vähemalt kord edasi arenenud.

Üks võimalus silmade liigitamiseks on vaadata "kambrite" arvu. Lihtsad silmad koosnevad ainult ühest kumerast kambrist, võib-olla koos läätsega. Ühendsilmadel on palju selliseid kambreid, mille läätsed on kumeral pinnal.

Silmi võib rühmitada ka selle järgi, kuidas fotoretseptor on valmistatud. Fotoreptorid on kas tsillilised või rabdomilised. ja mõnedel anneloididel on mõlemad.

Lihtsad silmad

Pit silmad

Silmad on asetatud naha süvendisse. See vähendab valguse sisenemisnurka. See võimaldab organismil öelda, kust valgus tuleb.

Selliseid silmi leidub umbes 85%-l sugukondadest. Tõenäoliselt tekkisid need enne keerukamate silmade arengut. Kaevusilmad on väikesed. Nad koosnevad kuni sajast rakust, mis katavad umbes 100 µm. Suunamist saab parandada, kui vähendada avause suurust ja panna retseptorirakkude taha peegeldav kiht.

Pinhole silm

Pinhole eye on täiustatud pit eye'i vorm. Sellel on mitu bitti, eelkõige väike ava ja sügav auk. Mõnikord saab avaust muuta. Seda leidub ainult Nautilusel. Ilma läätseta, mis fookustaks pilti, tekitab see hägusa pildi. Järelikult ei suuda Nautiloidid eristada objekte, mille vahe on väiksem kui 11°. Ava vähendamine tekitaks teravama pildi, kuid laseks sisse vähem valgust.

Sfääriline läätsedega silm

Pit silmade eraldusvõimet saab palju parandada, kui lisada materjal, et teha läätsed. See vähendab hägususe raadiust ja suurendab saavutatavat eraldusvõimet. Kõige elementaarsemat vormi võib veel näha mõnel maojalgsete ja anneloidide puhul. Nendel silmadel on ühe murdumisnäitajaga lääts. Paremat kujutist on võimalik saada materjalidega, millel on kõrge murdumisnäitaja, mis väheneb servade suunas. See vähendab fookuskaugust ja võimaldab terava pildi tekkimist võrkkestale.

See silm loob pildi, mis on piisavalt terav, et silma liikumine võib põhjustada märkimisväärset hägustumist. Et vähendada silma liikumise mõju looma liikumise ajal, on enamikul sellistel silmadel stabiliseerivad silmalihased.

Putukate okulaaridel on lihtne lääts, kuid nende fookuspunkt asub alati võrkkesta taga.Nad ei saa kunagi teravat pilti moodustada. See piirab silma funktsiooni. Ocellid (lülijalgsete silmad) hägustavad kujutist kogu võrkkesta ulatuses. Nad reageerivad väga hästi valguse intensiivsuse kiiretele muutustele kogu vaateväljas - seda kiiret reageerimist kiirendavad veelgi suured närvikimbud, mis edastavad teabe kiiresti ajju. Pildi fokuseerimine põhjustaks ka seda, et päikesepilt fokuseeruks mõnele retseptorile. Neid võib intensiivne valgus kahjustada; retseptorite varjestamine blokeeriks osa valgusest ja vähendaks nende tundlikkust.

Selline kiire reageerimine on viinud oletusteni, et putukate okeleid kasutatakse peamiselt lennu ajal, sest nende abil on võimalik tuvastada äkilisi muutusi, mis on ülespoole (sest valgus, eriti UV-valgus, mida taimestik neelab, tuleb tavaliselt ülaltpoolt).

Refraktiivne sarvkesta

Enamiku maismaal elavate selgroogsete (samuti mõnede ämblikute ja putukate vastsete) silmad sisaldavad vedelikku, mille murdumisnäitaja on suurem kui õhu oma. Sarvkest on teravalt kumer ja murrab valgust fookuse suunas. Lääts ei pea tegema kogu murdumist. See võimaldab läätsel fookust kergemini reguleerida, mis võimaldab palju suuremat eraldusvõimet.

Reflektorsilmad

Läätse asemel on võimalik kasutada ka silmasiseseid rakke, mis toimivad nagu peeglid. Siis saab pilti peegeldada, et see fokuseeruks kesksesse punkti. Selline konstruktsioon tähendab ka seda, et keegi, kes sellisesse silma vaatab, näeb sama pilti kui organism, millel need on.

Paljud väikesed organismid, nagu rotiperid, kopeopoodid ja plaatyhelmintid, kasutavad sellist konstruktsiooni, kuid nende silmad on liiga väikesed, et toota kasutatavaid pilte. Mõned suuremad organismid, näiteks kammkarbid, kasutavad samuti helkurisilmi. Kammkarbi Pectenil on kuni 100 millimeetri suurused helkurisilmad, mis ääristavad tema kesta serva. See tuvastab liikuvaid objekte, kui need mööduvad üksteisele järgnevatest läätsedest.

Ühendatud silmad

Liitsilmad erinevad liitsilmadest. Selle asemel, et neil oleks üks valgust tajuv organ, ühendavad nad mitu sellist organit. Mõnel ühendsilmal on neid tuhandeid. Saadud pilt pannakse ajus kokku paljude silmade signaalide põhjal. Iga sellist üksust nimetatakse ommatidiumiks, mitut nimetatakse ommatidiumiteks. Ommatidia paikneb kumeral pinnal, igaüks neist näitab veidi erinevas suunas. Erinevalt lihtsilmadest on liitsilmadel väga suur vaatenurk. Nad suudavad tuvastada kiiret liikumist ja mõnikord ka valguse polarisatsiooni.

Ühendatud silmad on tavalised lülijalgsete, rõngaste ja mõnede kahepoolmeliste molluskite puhul.

Nautilusel on auklik silm


Lülijalgsed, nagu see puusepp mesilane, omavad ühendsilmi.

Silma evolutsioon

Silmade evolutsioon algas lihtsamate valgustundlike laikudega ainuraksetes organismides. Need silmalaigud ei tee muud, kui tuvastavad, kas ümbritsev keskkond on heledam või tumedam. Enamikul loomadel on sees biokeemiline "kell". Neid lihtsaid silmapunkte kasutatakse selle päevase kella reguleerimiseks, mida nimetatakse ööpäevaseks rütmiks. Mõned tigud näiteks ei näe üldse mingit pilti (pilti), kuid nad tajuvad valgust, mis aitab neil hoiduda eredast päikesevalgusest.

Keerukamad silmad ei ole seda funktsiooni kaotanud. Silmade eriline rakutüüp tajub valgust muul eesmärgil kui nägemine. Neid rakke nimetatakse ganglionirakkudeks. Nad asuvad võrkkestas. Nad saadavad oma teabe valguse kohta ajju teist teed (retinohypothalamuse trakt) mööda. See teave kohandab (sünkroniseerib) looma ööpäevase rütmi looduse 24-tunnise valguse/pimeduse tsükliga. See süsteem toimib ka mõnedel pimedatel inimestel, kes ei näe üldse valgust.

Veidi paremad silmad on kupeekujulised, mis annab loomale teada, kust valgus tuleb.

Keerukamad silmad annavad täieliku nägemistaju, sealhulgas värvi, liikumise ja tekstuuri. Need silmad on ümmarguse kujuga, mis laseb valguskiirtel keskenduda silma tagumisele osale, mida nimetatakse võrkkestaks.

Muud

Headel lendajatel, nagu kärbsed või mesilased, või saaki püüdvatel putukatel, nagu palvetajad või liblikad, on spetsialiseerunud ommatidia tsoonid, mis on organiseeritud fovea-alaks, mis annab terava nägemise. Selles tsoonis on silmad lamedad ja tahud on suuremad. Tasapinnalisus võimaldab rohkematel ommatidia silmadel saada valgust punktist. See annab suurema lahutusvõime.

Ophiocoma wendtii, ühe haprikutähe liigi keha on kaetud ommatidia, mis muudab kogu tema naha ühendsilmaks. Sama kehtib ka paljude kitoonide kohta.

Liblikapüüdja ühendsilm