は、生物が見るためにを感知する丸い器官です。視覚システムの最初の部分である。動物の約97%が目を持っています。刺胞動物軟体動物脊椎動物環形動物節足動物には、画像を分解する目があります。

哺乳類では、杆体錐体という2種類の細胞が、視神経を介して脳に信号を送ることで視覚を得ています。

人間には見えない光を見ることができる動物がいます。紫外線赤外線を見ることができるのです。

目の前にある水晶体は、カメラのレンズのような役割を果たしています。このレンズは、眼球内の筋肉によって平らに引っ張られたり、丸くなったりします。高齢になると、これが完璧にはできなくなる人もいます。多くの人は、生まれつき他の小さな問題を抱えていたり、人生の後半になってから問題を抱えたりするので、問題を解決するために眼鏡(またはコンタクトレンズ)が必要になることがあります。

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化粧品で飾られた人間の目Zoom
化粧品で飾られた人間の目

遠くの物体の一点からの光と、近くの物体の一点からの光を焦点に持ってくることでZoom
遠くの物体の一点からの光と、近くの物体の一点からの光を焦点に持ってくることで

鷹の目Zoom
鷹の目

目の種類

現在、10種類の目が知られている。画像を撮影する方法のほとんどは、少なくとも一度は進化している。

目を分類する一つの方法は、「部屋」の数を見ることです。単純な目は、1つの凹状の部屋だけでできており、おそらくレンズが付いています。複眼は、このような部屋がたくさんあり、レンズが凸面にあります。

目はまた、光受容体の構造によっても分類されます。視細胞には繊毛状のものと横紋状のものがあり、環形動物にはその両方を持つものがある。

シンプルな目

ピットアイ

マムシの目は、皮膚のくぼみにセットされています。これにより、光が入る角度を減らすことができます。これにより、生物は光がどこから来るのかを言うことができます。

このような目は、約85%の系統に見られます。おそらく、より複雑な目が開発される前に登場したのでしょう。ピットアイは小さい。最大で約100個の細胞で構成され、約100µmを覆っています。開口部のサイズを小さくしたり、受容細胞の後ろに反射層を設けることで、指向性を向上させることができます。

ピンホールアイ

ピンホールアイはピットアイの発展型である。いくつかのビットを持っていますが、特に小さな開口部と深いピットが特徴です。開口部を変えることもできる。オウムガイにしか見られない。焦点を合わせるためのレンズがないと、ぼやけた画像になります。その結果、ノーチラスは11°以下の距離の物体を識別することができません。絞りを小さくすれば、画像は鮮明になるが、光の量は少なくなる。

球状のレンズ付き眼球

ピットアイの解像度は、マテリアルを追加してレンズを作ることで、かなり改善できます。これにより、ぼかしの半径が小さくなり、達成できる解像度が高くなります。最も基本的な形態は、今でも一部の腹足類や環形動物に見られます。これらの目は、1つの屈折のレンズを持っています。端に行くほど屈折率が下がる高屈折率の素材を使えば、より良い画像を得ることができます。これにより、焦点距離が短くなり、網膜上にシャープな画像を形成することができます。

この眼は、眼の動きによって大きなぼやけが生じるほどシャープな画像を作り出します。動物が動いても眼球の動きの影響を最小限に抑えるため、ほとんどの眼球には安定化眼筋がついています。

昆虫のオセリーはレンズが単純ですが、焦点が常に網膜の後ろにあり、鮮明な像を結ぶことができません。これでは眼の機能が制限されてしまう。Ocelli(節足動物のピット型眼)は、網膜全体に像をぼかす。網膜は、視野全体の光の強さの急激な変化に対応するのが得意で、この高速応答は、情報を脳に送り込む太い神経束によってさらに加速される。また、映像を集中させると、太陽の映像が少数の受容体に集中することになります。遮蔽することで光が遮断され、受容体の感度が下がります。

この反応の速さから、昆虫のオセルは主に飛行中に使用されていると考えられている。これは、どちらが上かという急激な変化を検知するために使用されるからである(光、特に植物に吸収される紫外線は、通常は上から来るので)。

屈折した角膜

陸上で生活するほとんどの脊椎動物(一部のクモ昆虫の幼虫も含む)の目には、空気よりも屈折率の高い液体が入っています。角膜は鋭くカーブしており、光を焦点に向かって屈折させます。レンズはその屈折のすべてを行う必要はありません。これにより、レンズはより簡単にピントを調整することができ、より高い解像度を得ることができます。

リフレクターアイ

レンズの代わりに、目の中に鏡のような働きをする細胞を入れることも可能です。そして、画像を反射させて、中心点に焦点を合わせることができます。このデザインは、そのような目を見た人が、それを持つ生物と同じイメージを見ることができることを意味します。

ワムシ、橈脚類、扁形動物などの小型生物の多くはこのようなデザインを採用しているが、目が小さすぎて画像を得ることができない。また、ホタテガイなどの大型生物にもリフレクターアイが採用されている。ホタテガイの「ペクテン」には、貝殻の縁に100ミリ単位の反射鏡の目が付いている。これは、動いている物体が連続したレンズを通過する際に検出するものである。

複眼

複眼は単眼とは異なります。光を感じる器官が1つではなく、そのような器官がたくさん集まっています。複眼の中には、何千もの器官があるものもあります。結果として得られる画像は、多くの目のユニットの信号に基づいて、内でまとめられます。そのようなユニットの一つ一つをオマティディウムと呼び、いくつかをオマティディアと呼びます。烏口突起は凸面上にあり、それぞれが微妙に異なる方向を向いています。単眼とは異なり、複眼は非常に大きな画角を持っています。速い動きや、時には光の偏光を検知することもできる。

複眼は節足動物環形動物、一部の二枚貝に見られる

オウムガイの目はピンホールZoom
オウムガイの目はピンホール

複眼を持つ節足動物(大工蜂など)。Zoom
複眼を持つ節足動物(大工蜂など)。

目の進化

目の進化は、単細胞生物の最も単純な感光性パッチから始まった。これらの眼球は、周囲が明るいか暗いかを検知するだけである。ほとんどの動物は生化学的な「時計」を内蔵している。これらの単純な眼球は、概日リズムと呼ばれるこの日時計を調整するために使用される。例えば、カタツムリの中には、イメージ(絵)は全く見えませんが、光を感知することで、明るい日差しの中に入らないようにしているものがあります。

より複雑な目でもこの機能は失われていません。目の中の特別な種類の細胞は、見ることとは別の目的で光を感知します。この細胞は「神経節細胞」と呼ばれています。網膜の中にあります。神経節細胞は、光に関する情報を、別の経路(視床下部路)を通って脳に送ります。この情報は、動物の概日リズムを自然界の24時間の明暗サイクルに合わせる(同期させる)。このシステムは、光をまったく見ることができない一部の盲目の人にも有効です。

もう少し良い目は、カップのような形をしていて、光がどこから来るのかを動物に教えてくれます。

より複雑な目は、色、動き、質感など、視覚の全感覚を与えます。これらの目は丸い形をしており、光線が目の奥の網膜と呼ばれる部分に集中するようになっています。

その他

ハエやミツバチのように飛ぶのが得意な昆虫や、カマキリトンボのように獲物を捕まえるのが得意な昆虫には、特殊なゾーンのオマチチブが組織されていて、シャープな視界が得られるフォビアエリアがあります。このゾーンでは、目が平らになり、ファセットが大きくなっています。平らになることで、より多くの点状の光を受け取ることができます。これにより、より高い解像度が得られます。

クモヒトデの一種であるOphiocoma wendtiiの体は、オマチチブで覆われており、皮膚全体が複眼のようになっている。多くのキトン類も同様である

トンボの複眼Zoom
トンボの複眼


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