Existem dez diferentes esquemas de visão-na verdade, todos os métodos tecnológicos de captura de uma imagem óptica comumente utilizada pelos seres humanos, com exceção de zoom e lentes de Fresnel, ocorrem na natureza. Os tipos oculares podem ser categorizados em “olhos simples”, com uma superfície fotorreceptora côncava, e” olhos compostos”, que compreendem uma série de lentes individuais dispostas em uma superfície convexa. Note que “simples” não implica um nível reduzido de complexidade ou acuidade. Na verdade, qualquer tipo de olho pode ser adaptado para quase qualquer comportamento ou ambiente. As únicas limitações específicas aos tipos oculares são as de resolução-a física dos olhos compostos impede-os de alcançar uma resolução melhor do que 1°. Além disso, os olhos de superposição podem alcançar maior sensibilidade do que os olhos de aposição, por isso são mais adequados para criaturas Morenas. Os olhos também caem em dois grupos com base na construção celular de seu fotorreceptor, com as células fotorreceptor sendo ciliadas (como nos vertebrados) ou rabdoméricas. Estes dois grupos não são monofiléticos; a cnidaria também possui células ciliadas, e alguns gastrópodes, bem como alguns anelídeos possuem ambos.
alguns organismos têm células fotossensíveis que não fazem nada a não ser detectar se o ambiente é leve ou escuro, o que é suficiente para o entrelaçamento de ritmos circadianos. Estes não são considerados olhos porque eles não têm estrutura suficiente para ser considerado um órgão, e não produzem uma imagem.os olhos simples são bastante ubíquos, e os olhos que contêm Lentes evoluíram pelo menos sete vezes em vertebrados, cefalópodes, anelídeos, crustáceos e cubozoários.
Pit eyes
Pit eyes, também conhecido como stemma, são pontos oculares que podem ser colocados em um pit para reduzir os ângulos de luz que entra e afeta a mancha ocular, para permitir que o organismo para deduzir o ângulo de luz que entra. Encontrados em cerca de 85% dos filos, estas formas básicas foram provavelmente os precursores de tipos mais avançados de”olhos simples”. Eles são pequenos, compreendendo até cerca de 100 células cobrindo cerca de 100 µm. A direcionalidade pode ser melhorada através da redução do tamanho da abertura, incorporando uma camada reflexiva atrás das células receptoras, ou enchendo o poço com um material refractário.as víboras Pit desenvolveram fossos que funcionam como olhos através da detecção de radiação infravermelha térmica, além dos seus olhos de comprimento de onda óptico, como os de outros vertebrados. No entanto, os órgãos pit são equipados com receptores bastante diferentes dos fotorreceptores, nomeadamente um canal de potencial receptor transitório específico (canais TRP) chamado TRPV1. A principal diferença é que os fotorreceptores são receptores acoplados de proteína G, Mas TRP são canais iônicos.
olho da lente esférica
a resolução dos olhos do poço pode ser grandemente melhorada incorporando um material com um índice de refração mais elevado para formar uma lente, o que pode reduzir grandemente o raio de borrão encontrado—aumentando assim a resolução obtida. A forma mais básica, vista em alguns gastrópodes e annelídeos, consiste de uma lente de um índice refrativo. Uma imagem muito mais nítida pode ser obtida usando materiais com um índice de refração elevado, diminuindo para as bordas; isso diminui a distância focal e, assim, permite que uma imagem afiada para formar na retina. Isto também permite uma abertura maior para uma determinada nitidez da imagem, permitindo que mais luz entre na lente; e uma lente plana, reduzindo a aberração esférica. Tal lente não homogênea é necessária para a distância focal cair de cerca de 4 vezes o raio da lente, para 2,5 raios.
os olhos heterogéneos evoluíram pelo menos nove vezes: quatro ou mais vezes em gastrópodes, uma vez nos copépodes, uma vez nos anelídeos, uma vez nos cefalópodes, e uma vez nos quitons, que têm lentes aragonitas. Nenhum organismo aquático existente possui lentes homogêneas; presumivelmente a pressão evolutiva para uma lente heterogênea é grande o suficiente para que este estágio seja rapidamente “superado”.
Este olho cria uma imagem que é afiada o suficiente para que o movimento do olho possa causar uma mancha significativa. Para minimizar o efeito do movimento ocular enquanto o animal se move, a maioria desses olhos têm músculos oculares estabilizantes.o ocelli dos insectos tem uma lente simples, mas o seu ponto focal geralmente fica atrás da retina; consequentemente, não podem formar uma imagem afiada. Ocelli (pit-type eyes of arthropods) blur a imagem através de toda a retina, e são, consequentemente, excelentes em responder a mudanças rápidas na intensidade da luz em todo o campo visual; esta resposta rápida é ainda mais acelerada pelos grandes feixes nervosos que apressam a informação para o cérebro. Focalizar a imagem também faria com que a imagem do Sol fosse focada em alguns receptores, com a possibilidade de danos sob a luz intensa; proteger os receptores bloquearia alguma luz e, assim, reduziria a sua sensibilidade.Esta resposta rápida tem levado a sugestões de que o ocelli dos insetos são usados principalmente em voo, porque eles podem ser usados para detectar mudanças súbitas em que caminho é para cima (porque a luz, especialmente UV luz que é absorvida pela vegetação, geralmente vem de cima).
múltiplas lentes
alguns organismos marinhos têm mais de uma lente; por exemplo, o Copepod Pontella tem três. O exterior tem uma superfície parabólica, contrabalançando os efeitos da aberração esférica, permitindo a formação de uma imagem afiada. Outro copepod, Copilia, tem duas lentes em cada olho, dispostas como aquelas em um telescópio. Tais acordos são raros e mal compreendidos, mas representam uma construção alternativa.
múltiplas lentes são vistas em alguns caçadores, como águias e aranhas saltadoras, que têm uma córnea refrativa: estas têm uma lente negativa, ampliando a imagem observada em até 50% sobre as células receptoras, aumentando assim a sua Resolução óptica.
córnea Refrativa
nos olhos da maioria dos mamíferos, aves, répteis e outros vertebrados terrestres (juntamente com aranhas e algumas larvas de insetos), o fluido vítreo tem um índice de refração maior do que o ar. Em geral, a lente não é esférica. As lentes esféricas produzem aberrações esféricas. Em córneas refrativas, o tecido da lente é corrigido com material da lente não homogênea (ver lente Luneburg), ou com uma forma asférica. Achatar a lente tem uma desvantagem; a qualidade da visão é diminuída longe da linha principal de foco. Assim, os animais que evoluíram com um amplo campo de visão muitas vezes têm olhos que fazem uso de uma lente não homogênea.como mencionado acima, uma córnea refrativa é apenas útil fora de água. Na água, há pouca diferença no índice de refração entre o fluido vítreo e a água circundante. Daí que as criaturas que regressaram à água—pinguins e focas, por exemplo—percam a sua córnea altamente curva e regressem à visão baseada em lentes. Uma solução alternativa, suportada por alguns mergulhadores, é ter uma córnea fortemente focada.
olhos reflectores
uma alternativa a uma lente é alinhar o interior do olho com “espelhos”, e reflectir a imagem para se concentrar num ponto central. A natureza destes olhos significa que, se alguém olhasse para a pupila de um olho, veria a mesma imagem que o organismo veria, refletida para trás.
muitos pequenos organismos, como rotíferos, copépodes e vermes achatados, usam esses órgãos, mas estes são muito pequenos para produzir imagens utilizáveis. Alguns organismos maiores, como as vieiras, também usam olhos Refletores. O bisturi Pecten tem uma escala de até 100 milímetros de olhos refletores que franzem a borda de sua concha. Detecta objectos em movimento à medida que passam Lentes sucessivas.
Há pelo menos um vertebrado, o spookfish, cujos olhos incluem óptica reflexiva para focagem da luz. Cada um dos dois olhos de um spookfish coleta luz de cima e de baixo; a luz que vem de cima é focada por uma lente, enquanto que a que vem de baixo, por um espelho curvado composto de muitas camadas de pequenas placas refletoras feitas de cristais de guanina.
olhos compostos
Um olho composto pode consistir em milhares de fotorreceptor unidades ou ommatidia (ommatidium, singular). A imagem percebida é uma combinação de entradas dos numerosos ommatídios (“unidades oculares” individuais), que estão localizados em uma superfície convexa, apontando assim em direções ligeiramente diferentes. Em comparação com os olhos simples, os olhos compostos possuem um ângulo de visão muito grande, e podem detectar movimento rápido e, em alguns casos, a polarização da luz. Como as lentes individuais são tão pequenas, os efeitos da difração impõem um limite na resolução possível que pode ser obtida (assumindo que elas não funcionam como arrays de fase). Isso só pode ser contrabalançado pelo aumento do tamanho da lente e do número. Para ver com uma resolução comparável aos nossos olhos simples, os seres humanos exigiriam olhos compostos muito grandes, em torno de 11 metros (36 pés) de raio.
olhos compostos caem em dois grupos: olhos de sobreposição, que formam múltiplas imagens invertidas, e olhos de superposição, que formam uma única imagem erecta. Os olhos compostos são comuns em artrópodes, anelídeos e alguns moluscos bivalves. Os olhos compostos em artrópodes crescem nas suas margens pela adição de novos ommatídios.
Apposition eyes
Apposition eyes are the most common form of eyes and are presumably the ancestral form of compound eyes. Eles são encontrados em todos os grupos Artrópodes, embora possam ter evoluído mais de uma vez dentro deste filo. Alguns anelídeos e bivalves também têm olhos de aposição. Eles também são possuídos por Limulus, o caranguejo ferradura, e há sugestões de que outros quelicerados desenvolveram seus olhos simples pela redução de um ponto de partida composto. (Algumas lagartas parecem ter evoluído olhos compostos a partir de olhos simples da forma oposta.)
apposition eyes work by gathering a number of images, one from each eye, and combining them in the brain, with each eye typically contributing a single point of information. The typical apposition eye has a lens focusing light from one direction on the rabdom, while light from other directions is absorbed by the dark wall of the ommatidium.
superposition eyes
the second type is named the superposition eye. O olho de superposição é dividido em três tipos:
- lunetas,
- refletindo e
- parabólico superposição
O lunetas superposição olho tem uma diferença entre a lente e o rhabdom, e não do lado da parede. Cada lente leva a luz em um ângulo em seu eixo e reflete-a no mesmo ângulo do outro lado. O resultado é uma imagem a metade do raio do olho, que é onde estão as pontas dos rabdoms. Este tipo de olho composto, para o qual existe um tamanho mínimo abaixo do qual a superposição efetiva não pode ocorrer, é normalmente encontrado em insetos noturnos, porque pode criar imagens até 1000 vezes mais brilhantes do que os olhos de sobreposição equivalentes, embora ao custo de resolução reduzida. No tipo de olho composto de superposição parabólica, visto em artrópodes, tais como libélulas, as superfícies parabólicas do interior de cada faceta focam a luz de um refletor para um conjunto de sensores. Crustáceos decápodes encorpados, como camarão, camarão, lagostins e lagostas são os únicos com olhos refletores de superposição, que também têm uma abertura transparente, mas usam espelhos de Canto em vez de lentes.
superposição parabólica
este tipo de olho funciona por refração da luz, então usando um espelho parabólico para focar a imagem; ele combina características de superposição e olhos de aposição.
outro
outro tipo de olho composto, encontrado em machos da ordem Strepsiptera, emprega uma série de olhos—olhos simples com uma abertura que fornece luz para uma retina inteira formadora de imagem. Vários destes ilhós juntos formam o olho composto strepsipterano, que é semelhante aos olhos compostos “esquizocroais” de alguns trilobitas. Como cada ilhéu é um olho simples, produz uma imagem invertida; essas imagens são combinadas no cérebro para formar uma imagem unificada. Como a abertura de um ilhéu é maior do que as facetas de um olho composto, este arranjo permite a visão sob baixos níveis de luz.os bons voadores, como as moscas ou as abelhas, ou os insectos que capturam presas, como os louva-a-Deus ou as libélulas, têm zonas especializadas de ommatídia organizadas numa zona fovea que dá uma visão aguda. Na zona aguda, os olhos são achatados e as facetas maiores. O aplanamento permite que mais ommatidia receba luz de um ponto e, portanto, maior resolução. O ponto negro que pode ser visto nos olhos compostos de tais insetos, que sempre parece olhar diretamente para o observador, é chamado de pseudopupil. Isto ocorre porque a ommatídia que se observa” frente-a-frente ” (ao longo de seus eixos ópticos) absorve a luz incidente, enquanto aqueles a um lado refletem-na.existem algumas exceções aos tipos mencionados acima. Alguns insetos têm um olho composto de lente única, um tipo de transição que é algo entre um tipo de superposição do olho composto de múltiplas lentes e o olho de lente única encontrado em animais com olhos simples. Depois há o camarão mysid, Dioptromysis paucispinosa. O camarão tem um olho do tipo de superposição refratora, na parte traseira atrás deste em cada olho há uma única faceta grande que é três vezes de diâmetro os outros no olho e por trás deste é um cone cristalino aumentado. Isso projeta uma imagem vertical em uma retina especializada. O olho resultante é uma mistura de um olho simples dentro de um olho composto.
outra versão é um olho composto muitas vezes referido como “pseudofacetado”, como visto em Scutigera. Este tipo de olho consiste de um conjunto de numerosos ommatídios em cada lado da cabeça, organizado de uma forma que se assemelha a um olho composto verdadeiro.
o corpo de Ophiocoma wendtii, um tipo de estrela quebradiça, é coberto com ommatidia, transformando sua pele inteira em um olho composto. O mesmo se aplica a muitos chitons. Os pés tubulares dos ouriços-do-mar contêm proteínas fotorreceptoras, que, em conjunto, agem como um olho composto; eles não possuem pigmentos de triagem, mas podem detectar a direcionalidade da luz pela sombra lançada por seu corpo opaco.
nutrientes
o corpo ciliar é triangular na secção horizontal e é revestido por uma camada dupla, o epitélio ciliar. A camada interna é transparente e cobre o corpo vítreo, e é contínua a partir do tecido neural da retina. A camada exterior é altamente pigmentada, contínua com o pigmento retinal epitélio, e constitui as células do músculo dilatador.
o vítreo é a massa gelatinosa transparente e incolor que preenche o espaço entre a lente do olho e o revestimento da retina na parte de trás do olho. É produzido por certas células da retina. É, ao invés de composição semelhante à córnea, mas contém muito poucas células (principalmente fagócitos que remover indesejados restos celulares no campo visual, bem como o hyalocytes de Balazs da superfície do vítreo, que reprocessar o ácido hialurônico), sem vasos sanguíneos, e 98-99% do seu volume é de água (em oposição a 75% da córnea), com sais, açúcares, vitrosin (um tipo de colágeno), uma rede de fibras de colágeno tipo II com o mucopolysaccharide ácido hialurônico, e também uma grande variedade de proteínas em micro quantidades. Surpreendentemente, com tão pouca matéria sólida, ela segura o olho.