Цвета радуги окружают нас повсюду, но есть и оттенки, которые большинство из нас не может видеть, включая ультрафиолет — длину волны, которая ускользает от многих людей, но, что удивительно, которою могут воспринимать многие животные.
Длины волн ультрафиолетового излучения (УФ) меньше, чем в видимом спектре, но могут ли люди их видеть? Оказывается, ответ зависит от того, сколько вам лет и есть ли в ваших глазах хрусталики с УФ-фильтром, рассказали эксперты Live Science.
Во-первых, важно понять, как работает зрение. В задней части глаза сетчатка имеет фоторецепторы, которые воспринимают свет и посылают сигналы о длинах волн, которые они обнаруживают, через зрительный нерв в мозг, который интерпретирует их как цвет.
На самом деле, наши колбочки для определения синего цвета могут улавливать некоторое количество ультрафиолетового излучения. Однако хрусталик — прозрачная изогнутая структура глаза, которая фокусирует свет на сетчатке, чтобы помочь нам видеть более чётко — отфильтровывает ультрафиолетовый свет, поэтому длина волны высокой энергии никогда не достигает колбочек, рассказал Live Science Майкл Бок (Michael Bok), биолог, изучающий зрение в Университете Лунда в Швеции.
Или, по крайней мере, для большинства людей хрусталик отфильтровывает большую часть УФ-излучения. Несмотря на способность хрусталика фильтровать большую часть ультрафиолетового света (чтобы защитить наши глаза от ультрафиолетового излучения, которое может привести к старению структур глаза и увеличению риска развития рака), большинство молодых людей всё же могут воспринимать некоторое его количество. В небольшом исследовании 2018 года, опубликованном в журнале PLOS One, все участники студенческого возраста из Университета Джорджии могли видеть ультрафиолетовый свет длиной примерно 315 нанометров. (Полный диапазон ультрафиолетового света составляет от 10 до 380 нм, начиная с фиолетового.) В ходе эксперимента «наши испытуемые постоянно сообщали, что свет им казался ненасыщенным фиолетово-синим», — пишут учёные в исследовании. Но эта способность, по-видимому, примерно к 30 годам снижается, что указывает на то, что с возрастом способность видеть длины волн УФ-излучения снижается.
Однако некоторые люди могут видеть гораздо большую часть спектра ультрафиолетового света. Вплоть до 1980-х годов операция по удалению катаракты заключалась в удалении мутного хрусталика из глаза без имплантации замены, чтобы люди, перенесшие операцию, могли видеть ультрафиолетовый свет. По словам Бока, для этих людей и тех, кто родился без хрусталика, УФ-свет выглядит бледно-голубым или бледно-фиолетовым. В известном примере художник-импрессионист Клод Моне (Claude Monet) увидел больше синих и фиолетовых оттенков в кувшинках после операции по удалению катаракты в 1923 году и отразил эту разницу в своих более поздних картинах.
Но в то время как большинство взрослых людей не могут видеть ультрафиолетовый свет, в животном мире дело обстоит иначе. Согласно исследованию 2014 года, опубликованному в журнале Proceedings of the Royal Society B, многие млекопитающие, в том числе собаки, кошки, хорьки и северные олени, могут видеть некоторые длины волн УФ-излучения на протяжении всей своей жизни. В исследовании также отмечается, что способность видеть УФ-излучение широко распространена у беспозвоночных, рыб, птиц, рептилий и амфибий, у которых часто есть колбочки, специально предназначенные для обнаружения ультрафиолетового света, и пропускающие его хрусталики.
Так почему же так много животных могут видеть в ультрафиолетовом диапазоне?
«Для любого цветового зрения полезность заключается в возможности улучшить контрастность для обнаружения объектов или важных вещей в своём окружении», — объяснил Бок.
Существует много способов, с помощью которых ультрафиолет помогает животным это делать. Например, многие хищные морские существа используют ультрафиолетовый свет, чтобы лучше видеть силуэты добычи, такой как планктон и личинки рыб, поскольку на мелководье много ультрафиолетового света, сказал Томас Кронин (Thomas Cronin), биолог, изучающий визуальную экологию в Университете Мэриленда, округ Балтимор. Многие насекомые используют этот тип зрения, чтобы различать узоры на цветах, а некоторые используют поляризованный ультрафиолетовый свет в небе, дабы ориентироваться. Многие птицы сигнализируют друг другу с помощью своего оперения, окрашенного в ультрафиолетовый диапазон, и используют его для поиска спелых ягод.
«Чем больше мы это изучаем, тем яснее становится, что это довольно распространённое явление», — добавил Бок.
На самом деле, согласно исследованию 2003 года, опубликованному в журнале PNAS, предок позвоночных мог видеть ультрафиолетовый свет и имел специально к нему приспособленный фоторецептор. Но где-то в эволюционной истории человека этот фоторецептор больше сместился в сторону обнаружения фиолетовых, чем ультрафиолетовых длин волн. Возможно, мы не могли позволить себе нанести ущерб нашим глазам, потому что мы долгоживущий вид, или, может быть, это было потому, что ультрафиолетовое излучение приводит к ухудшению зрения, сказал Кронин.