Warum nehmen unsere Augen nur elektromagnetische Strahlung auf, die als sichtbares Licht klassifiziert wurde?

Mein Verständnis: Elektromagnetische Strahlung wird über Photonen übertragen - die in unsere Augen gelangen und je nach Energiemenge, die die Photonen beim Auftreffen haben, Rezeptoren aktivieren.

An welchem ​​Punkt „verlieren“ wir Photonen, die über oder unter unserem sichtbaren Lichtspektrum liegen?

  • Lenkt die Hornhaut an der Vorderseite des Auges diese Photonen ab ( sie treten überhaupt nicht in das Auge ein )?
  • Tritt es in unser Auge ein, trifft aber aufgrund des Brechungsgrades nicht auf die Netzhaut?
  • Tritt es in unser Auge ein und trifft auf die Netzhaut, aber die Netzhaut nimmt es irgendwie nicht auf?
  • Tritt es in unser Auge ein und trifft auf die Netzhaut, die Netzhaut nimmt es auf, aber irgendwo in unserer Bildverarbeitung wird der Input ignoriert, wenn er an das Gehirn weitergeleitet wird?
  • Etwas anderes?

Ich suche nach der Antwort, die sich mehr auf die Physik des Auges und der elektromagnetischen Strahlung bezieht, aber wenn der Biology Stack Exchange ein besser geeigneter Ort für diese Frage ist, lassen Sie es mich bitte wissen.

Ich denke, die Wikipedia-Einträge zum visuellen System sind ziemlich umfassend: Die Absorptionen der photorezeptiven Zellen fallen außerhalb des sichtbaren Spektrums einfach schnell ab - es ist also "die Netzhaut nimmt es irgendwie nicht auf".
Aber was passiert dann mit der EM-Welle? Wenn es nicht absorbiert wird, geht es dann weiter durch die Zellen?
Hängt von seiner Wellenlänge ab. Ein Röntgenstrahl wird meistens nur durchgehen, Infrarot wird wahrscheinlich nur von anderen Dingen absorbiert - es gibt keine allgemeine Antwort auf diese Frage.
Die Hornhaut absorbiert ultraviolette bis hin zu ionisierenden Energien. Infrarot erreicht die Netzhaut, löst aber keine der molekularen Übergänge aus, die eine Nervenreaktion auslösen. Aus diesem Grund sind Infrarotlaser bei bescheidenen Energiedichten gefährlicher als Ultraviolettlaser: Beide stellen Gefahren dar, da sie nicht gesehen werden können, um sie zu vermeiden, aber Hornhauttransplantationen sind verfügbar und eine verbrannte Netzhaut ist nicht reparabel.
Ich denke, die Kombination der Kommentare hat meine Frage beantwortet. Ich bin mir aber nicht sicher, wie ich vorgehen soll, da dies Kommentare und keine Antworten sind.

Antworten (1)

Kurze Antwort:

  1. Proteine ​​oder Photopigmente, die am Sehen beteiligt sind, haben eine unterschiedliche Lichtempfindlichkeit
  2. Die Transduktionswege sind unterschiedlich oder die Wege zur Herstellung/Erhaltung der Proteine/Photopigmente.

Allgemeine Antwort:

Die für die Wahrnehmung von Licht verantwortlichen Proteine ​​oder Fotopigmente unterliegen normalerweise einer durch Licht induzierten Konformationsänderung / chemischen Änderung , aber diese Änderung hängt von der Wellenlänge des einfallenden Lichts ab. Es gibt viele verschiedene Proteine , die lichtempfindlich sind, und die Gründe, warum diese Reaktion in einem bestimmten Wellenlängenintervall abläuft und welche Art von Reaktion abläuft, hängt vom Protein ab. Aber nicht nur unterschiedliche Proteine ​​reagieren unterschiedlich auf Licht, auch was als nächstes passiert, kann unterschiedlich sein. Nachdem das Protein aufgrund von Licht (was auch immer das ist) eine Veränderung erleidet, beginnt eine lange Kette chemischer Reaktionenwas als elektrisches Signal endet. Außerdem müssen normalerweise Proteine ​​oder Fotopigmente recycelt werden, nachdem sie aktiviert/gebleicht wurden, was durch parallele biochemische Wege erfolgt. Fehler auf diesen Pfaden wirken sich auch auf die Fähigkeit aus, eine bestimmte Farbe zu sehen.

Beispiel:

Im Tierreich gibt es viele Arten von Sehmechanismen. Die Farben (Sätze von Wellenlängenintervallen), die jedes Tier sieht, hängen stark von den Proteinen ab, die diese Tiere haben, und vom Übertragungsweg, nachdem die Proteine ​​aktiviert wurden. Wir Menschen sind zum Beispiel gut darin, Grün und andere Farben zu sehen, die uns helfen, Lebensmittel zu identifizieren, die wir normalerweise essen [1]. Interessanterweise verändern bereits kleine Änderungen an der Aminosäuresequenz der Proteine ​​ihre Lichtempfindlichkeit. Einige Menschen haben zum Beispiel Zapfen (einige der für das Sehen beim Menschen verantwortlichen Zellen) mit Fotopigmenten, die bei 530 nm empfindlich sind, und manche Menschen sind bei 562 nm empfindlich. Dieser Unterschied wird durch nur 3 Aminosäuresubstitutionen in einem Protein verursacht [2]. Ein weiteres Beispiel für den Recyclingweg eines Photopigmentsfinden Sie unter [3]. Es wurde beobachtet, dass einige mutierte Drosophila- Fliegen ihr Sehvermögen beeinträchtigten, weil sie die Konzentrationen des Sehpigments Rhodopsin nicht halten konnten.

[1] Surridge, Alison K., Daniel Osorio und Nicholas I. Mundy. "Evolution und Auswahl des trichromatischen Sehens bei Primaten." Trends in Ökologie & Evolution 18.4 (2003): 198-205.

[2] Neitz, Maureen, Jay Neitz und Gerald H. Jacobs. "Spektrale Abstimmung von Pigmenten, die dem Rot-Grün-Farbsehen zugrunde liegen." Wissenschaft 252.5008 (1991): 971-974.

[3] Ostroy, SANFORD E. "Eigenschaften von Drosophila-Rhodopsin in Wildtyp- und norpA-Sehtransduktionsmutanten." The Journal of General Physiology 72.5 (1978): 717-732.

Warum nehmen unsere Augen nur elektromagnetische Strahlung auf, die als sichtbares Licht klassifiziert wurde?
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