بینایی در ماهیان

[sunyboy]

ساختار چشم ماهیان همانند سایر مهره داران می باشد. نور ساطع شده از اشیاء در ابتدا ، باید از قرنیه ی شفاف گذر كند. از آنجایی كه شرایط اپتیكی آب خیلی شبیه به مایعات داخلی چشم ماهیان می باشد، لذا برای ایجاد تصویری واضح در چشم ماهی ، نیازی به شكست نور در هنگام ورود به چشم نمی باشد. بنابراین قرنیه ی ماهی در مقایسه با قرنیه ی مهره داران خشكی زی خیلی ضخامت كمتری دارد. عنبیه ی چشم بوسیله ی افزایش یا كاهش قطر مردمك ، مقدار نور ورودی به چشم را تنظیم می كند. ماهیان غضروفی می توانند عنبیه چشم خود را تنظیم كرده و شكل مردمك را تغییر دهند ، اما این توانایی در ماهیان استخوانی وجود ندارد. عدسی چشم ماهیان ، كه بیشتر كروی شكل می باشند، مانند عدسی محدب مهره داران خشكی زی ، نور دریافت شده از اشیاء را در شبكیه ی چشم متمركز می نماید. عدسی چشم ماهیان غضرفی تا اندازه ای پهن می باشد.

این در حالی است كه عدسی چشم مارماهی دهان گرد(لامپری) و ماهیان استخوانی گرد و كروی است. ماهی اشیاء را در فواصل دور بوسیله حركت عدسی به جلو و عقب ، می بیند ، اما در مهره داران خشكی زی تمركز تصاویر بر روی شبكیه چشم در اثر تغییر انحناء و خمیدگی عدسی انجام می گیرد. لایه ی بیرونی چشم (صلبیه یا Sclera) وظیفه ی حفظ ساختار ظریف بخش داخلی را بر عهده دارد. صلبیه ی ماهیان فاقد آرواره ، فیبری و سخت می باشد. در ماهیان غضرفی صلبیه از صفحات غضرفی و در ماهیان استخوانی از ساختار استخوانی تشكیل شده است.
لایه ی مشیمیه یا لایه عروقی در بین دو لایه ی صلبیه (لایه ی حفاظتی ) و لایه ی شبكیه (لایه ی دارای گیرنده های نوری ) قرار گرفته است. این لایه حاوی تامپتوم لوسیدیوم (لایه ی انعكاسی) - ساختار تشكیل شده از كریستال های انعكاسی گوانین – می باشد كه حساسیت بینایی را در شرایط نوری پایین ، افزایش می دهد. لایه ی انعكاسی در بیشتر ماهیان غضرفی ، هولوسفال ها ، كلوكانت ها ، ماهیان خاویاری و بعضی از ماهیان استخوانی دیده شده است. تامپتوم ، باعث تابش انعكاسی در چشم كوسه ها و بسیاری از ماهیان شب گرد می گردد.

دریافت نور ساطع شده از اشیاء توسط گیرنده های موجود در شبكیه انجام می گیرد. شبكیه دارای ساختار پیچیده ای است كه از هفت لایه تشكیل شده است. این لایه ها از بیرون به داخل عبارتند از :
اپتلیوم رنگدانه ای (رنگدانه ی سطحی ) ؛، كه حاوی رنگدانه های نقره ای و سیاه می باشد؛
لایه ی گیرنده های نوری؛ كه دارای سلول های استوانه ای و مخروطی می باشد؛
لایه ی دوقطبی ؛ این لایه از سلول هایی تشكیل شده است كه با سلول های گیرنده ی نور سیناپس حاصل می كنند؛

لایه ی غده ای ؛ سلول های این لایه با سلول های دو قطبی اتصال برقرار می كنند؛
لایه ی رشته های عصبی؛ این لایه حاوی سلول هایی است كه با لایه ی غده ای سیناپس دارند و رشته های عصبی را از طریق عصب بینایی به مغز می فرستند.
لایه ی شبكیه ی چشم در مقایسه با سایر بافت های بدن نیاز اكسیژنی بیشتری دارد. در بیشتر ماهیان استخوانی بالاترین سطح اكسیژنی در غده ی كوروئید(Choroid gland) وجود دارد. این غده ی U شكل ، عصب بینایی را در بخش خروجی چشم می پوشاند. جریان خون از طریق" رت میرابل"به غده ی كوروئید می رسد. مكانیسم جریان متقابل در رت میرابل سطح بالای از اكسیژن را در این غده فراهم كرده و اكسیژن مورد نیاز شبكیه را تامین می نماید. غده ی كوروئید خون اكسیژن دار را از ساختار آبشش مانند در سطح داخلی سرپوش آبششی ماهیان دریافت می كند. برداشت شبه آبشش در ماهی قزل آلا باعث كاهش اكسیژن در شبكیه و تنزل تصاعدی رنگدانه های بینایی شده است.

مانند سایر مهره داران ، شبكیه ی چشم ماهیان دارای دو نوع سلول حساس به نور ؛ یعنی سلول های مخروطی و استوانه ای می باشد.سلول های استوانه ای به نور كم خیلی حساس می باشد. ماهیانی كه در سپیده دم و غروب در هوای گرگ و میش فعالیت می كنند ، در شبكیه ی چشم ، سلول های استوانه ای غالبیت دارند. ماهیان قسمت های عمیق دریا و بسیاری از گونه های شب گرد ، تنها دارای سلول های استوانه ای هستند. در نور شدید، رنگدانه ی ملانین در لایه ی سطحی، از سلول های استوانه ای چشم ماهیان استخوانی محافظت می كند. در نور با شدت كمتر، حركات فتوشیمیایی رنگدانه ی ملانین ، موقعیت نسبی لایه های سطحی و گیرنده های نوری را تغییر می دهد و سلول های استوانه ای را در معرض نور موجود قرار می دهد. بعضی از ماهیان غضرورفی و بیشتر ماهیان استخوانی داری سلول های مخروطی می باشند. سلول های مخروطی در ماهیان روزگرد بالاترین تعداد را داراست. چهار نوع سلول مخروطی در چشم ماهیان دیده شده است ، كه هر كدام از آنها بیشترین جذب نوری خود را در بخش های مختلفی از طیف الكترومغناطیسی نشان می دهند.
سلول های مخروطی قرمز به نورهایی با طول موج 600 نانومتر (نور قرمز) پاسخ می دهند؛
سلول های مخروطی سبز بیشترین حساسیت را به نورهایی با طول موج در حدود 530 نانومتر(نور سبز) نشان می دهند؛
سلول های مخروطی آبی بهترین طول موجی كه به آن پاسخ می دهند در حدود 460 نانومتر می باشد؛
سلول های مخروطی ماوراء بنفش بیشتری فعالیت خود را در طول موج 380 نانومتر در محدوده ی طیف نوری ماوراء بنفش نشان می دهند. بنابراین، ماهیان دارای این نوع سلول های مخروطی می توانند نورهای ماوراء بنفش را ببینند.

نوع سلول های مخروطی با كیفیت نور محیط در ارتباط می باشد. برای مثال، ماهیان آب های كم عمق معمولا سلول های مخروطی قرمز ، آبی و سبز را دارا می باشند. دلیل وجود این سلول ها در این ماهیان اینست كه ماهی بتواند محدوده ی وسیعی از طیف نوری كه وارد سطح آب می گردد، را دریافت كند. هرچه عمق آب افزایش یابد از میزان نفوذ نور ماوراء بنفش كم می شود، از این رو ، عجیب نیست كه ماهیانی كه سلول های مخروطی ماوراء بنفش دارند، در سطح آب زندگی می كنند.

در مقایسه با انسان ها و دیگر جانوران خشكی زی ، ماهیها دید كوتاه دارند. چشم آنها فاصله ی كانونی كوتاه تری داشته و اشیاء را در فاصله ی یك متری به وضوح می بینند. با وجود این ، حداكثر فاصله ا ی كه آنها قادر به دیدن آن هستند ، بیشتر از 15 متر نیست. كروی تر بودن عدسی چشم ماهیان در مقایسه با جانوران خشكی زی دلیل اصلی این پدیده است. میدان دید افقی ماهیان بالغ 160-170 درجه (در ماهی قزل الا) می باشد كه در مقایسه با دید افقی انسان(154 درجه) بیشتر است. میدان دید عمودی در ماهیان 150 و در انسان 120 درجه می باشد. البته قابل ذكر است كه این نوع دید ، دید تك چشمی می باشد. میدان دید دو چشمی در قزل آلا تنها 20 -30 درجه می باشد كه درمقایسه با انسان (120 درجه) میدان دید دو چشمی محدود تری دارند.حداكثر تیز بینی در ماهیان در شدت نور 35 لوكس حاصل می شود ولی انسان ها در شدت نور 300 لوكس بهترین شرایط تیز بینی را دارا می باشند.

ماهی بیرون از آب را بصورت یك پنجره ی مدور می بیند. این پنجره زمانی كه ماهی به اعماق پایین تر می رود وسیع تر شده و در هنگامیكه به سطح آب می آید تنگ تر و محدود تر می گردد. اكثر ماهیان با زاویه ی 6/97 درجه نسبت به بیرون دید دارند.