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.
همانطوری كه در تصویر شماتیك زیر دیده می شود، 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.

تکامل چشم ، یکی از شگفتی های خلقت

 

قرنها پيش وقتي زمين سرد شد و آثار حيات در آبهاي گرم آن ظهور كرد. اولين چيزي كه ظاهر شد چشم بود . حتي آميب كه پست ترين موجود زنده مي باشد و ساختار آن درست همانطور كه خلق شده است باقي مانده است داراي چشم است بدين معني كه تمام وجودش چشم مي باشد و تمام بدنش در مقابل نور حساس است . برعكس آميب ، چشم در موجودات ديگر تكامل يافته است مانند چشمان بشر و پرندگان و حشرات . چشم حشرات را در نظر بگيريد . مثلاً مگس داراي دو نوع چشم است : چشم مركب و چشم ساده . اگر به چشم مگس معمولي دقت كنيد متوجه مي شويد كه در سر او دو برآمدگي بزرگ كروي شكل ديده مي شود كه به رنگ قهوه اي تيره مي باشد ، چشمهاي مركب ، هر كدام از 4000 واحد تشكيل يافته است . هر چشم مركب تصويرهاي بسياري يعني 4000 تصوير را منعكس مي كند که اين تصاوير به مركز سيستم اعصاب مگس منتقل مي شود. مگس داراي سه چشم ساده نيز مي باشد كه در بالا و وسط چشم مركب تشكيل يك مثلث را مي دهد . رأس اين مثلث به طرف پایين است . چشمهاي مركب مگس براي فاصله دور مورد استفاده قرار مي گيرد و چشمهاي ساده براي فاصله نزديك كه فاصله دور را از سه تا چهار متر و فاصله نزديك را از دو تا پنج سانتيمتر تشخيص مي دهد . هيچ كدام از اين چشمهاي حشرات داراي حركت نيستند. چشمها در سر حشر ه چون نگيني بر انگشتر كار گذاشته شده است . حال ببينيم ماهي ها چگونه اند؟ اينها اولين رده جانوران مهره دار هستند . در چشمان ماهي ها ، طبيعت ، اولين ترتيبات كانون بندي را تدارك ديده است و آنها را مجهز به عضلاتي نموده است كه حدقه چشم را به حركت در مي آورد. ماهي نمي تواند رنگ را تشخيص دهد. ماهي فقط مي تواند به صورت سايه و روشن خاكستري تفاوت بين رنگها را تشخيص دهد ، درست مانند فردي كه نمي تواند رنگ را تشخيص دهد و به اصطلاح كور رنگ است . و بالاخره اینکه ماهي ها ميدان محدودي براي ديد خود دارند و به ندرت مي توانند از سطح سر خود پایين تر را ببينند . خزندگان نيز داراي چشمهاي تكامل يافته نمي باشند ، مار ها ديد بسيار ضعيفي دارند. بيشتر آنها فقط چيز هایي را مي بينند كه حركت داشته باشند و ناشنوا هم هستند ، به طوري كه اطلاعات لازم از دنياي خارج را فقط از راه زبان چنگال مانند كه شايد حساس ترين عضو موجود در جهان باشد كسب مي كنند . اين زبانِ چنگالي شكل، هزاران نوسان را كه در فضا وجود دارد و پوست بدن ما قادر به احساس آن نيست حس مي كند . چشمان پرندگان جالب ترين چشمهایي هستند كه در روي كره زمين وجود دارد . اين چشمها اغلب تلسكوپي و ميکروسكوپي هستند. در پرندگان دقت ديد تقريباً باور نكردني است ، در بعضي موارد صد بار بيشتر از ديد انسان است . يك دانه ذرت را كه چشم انسان از يك متري مي تواند تشخيص دهد چشم پرنده مي تواند اين دانه را از يك صد متري رؤيت كند . اين قدرت بينایي در پرندگان از ضروريات است چون پرندگان تقريباً فاقد حس بويایي هستند . حتي لاشخور ها بر خلاف خرافاتي كه وجود دارد بوي غذا به مشامشان نمي رسد . پستانداران را مي توان به دو دسته تقسيم كرد ، ( برتر و پست تر ) ، پستانداران برتر شامل انسان و ميمونها هستند . تقريباً در تمام پستانداران پست تر چشمها در اطراف سر قرار دارند و در هيچكدام در جلوي صورت قرار ندارد . به ندرت در این دسته ، بينش بالاي دوچشم وجود دارد و در آنهایي هم كه مقداري ديد بالاي چشم وجود دارد ديد استرسكوپي واقعي يعني ديد داراي عمق وجود ندارد . خرگوشها ديد بالاي سر را دارند ، با اين وجود ديد استرسكوپي ندارند . در بين پستانداران تفاوت بسياري در شكل مردمك چشم در موقع انفباض وجود دارد . پشک خانگي داراي مردمك عمودي مي باشد كه در موقع تعقيب شكار خود در بالا و پایين درخت به آن نياز دارد . اسب داراي مردمك هایي مي باشد كه به طور افقي كشيده شده تا اينكه حيوان بتواند در موقع چَرا ، اطراف خود را ببيند و ميدان ديد آن منطقه وسيعي را شامل مي شود . چشمان اسب در قسمت بالا و كنار سرش به طور برجسته قرار گرفته تا اينكه بتواند به طرف دشمن از عقب با لگد نشانه گيري كند بدون اينكه سرش را برگرداند . تمام پستانداران عالي ، داراي عضلات قوي تنظيم كانوني مي باشند . در تمام ميمونها ، مانند انسان هر دو چشم مي تواند به يك نقطه متمركز شود و ديد استرسكوپي داشته باشند . اين ديد مدت زيادي محفوظ نمي ماند . در بين تمام پستانداران فقط انسان است كه مي تواند ديد دو چشمي و استرسكوپي به طور مداوم داشته باشد . حتي در نوزاد انسان ، چشمها با هماهنگي كامل در يك جهت با هم حركت نمي كنند تا اينكه سه ماه از تولد كه گذشت اين هماهنگي حاصل مي شود . چشمان ما در حركت كور است ، به استثناي موقعي كه نقطه اي را كه به آن نگاه مي كنيم نگاه خود را از آن منحرف نكنيم . جلوي آينه بايستيد و به تصوير يك چشم نگاه كنيد اول به طرف راست نگاه كنيد ، بعد به طرف چپ همان چشم نگاه كنيد و اين عمل را تكرار كنيد . هرگز متوجه نخواهيد شد كه چشمهاي شما حركت كرده است . علت اين امر اين است كه به محض اينكه چشمي حركت مي كند ديد خود را از دست مي دهد . ما هرگز از اين نابينایي مطلع نمي شويم و اين مربوط به اين امر است كه چيزي كه ديده شده است تا مدتي اثر آن در مركز بينایي باقي مي ماند بنابراين بعد از اينكه حركت چشم انجام گرفت هنوز در مغز وجود دارد و اين زمان نابينایي را نمي گذارد فرد متوجه شود . سه شنبه 9 سنبله