色覚
人間の目の網膜にある視細胞には、3種類の錐体と1種類の桿体があります。3種類の錐体は長波長(赤)、中波長(緑)、短波長(青)に感度をもっています。しかし網膜には3種類が均等に配列している訳でもなく、感度レベルも異なるようです。
色覚は物にとって絶対のものでなく、人間の場合には人間の3種類の錐体で感知したレベルに合わせた信号を脳が処理して、さまざまな色として認識しているものです。黄色の単独光と赤と緑を組み合わせた光が識別できないばかりか、一番波長の短い紫光と、それより波長の長い青と赤との組み合わせ光が同じだと認識してしまいます。
また、太陽光あるいは白色下で赤く見えている物は、赤色が反射してくるのを感知しているからで、暗い部屋で赤色光を当てればそのまま赤く見えますが、緑色光を当てれば吸収されて黒くなってしまうため、色がわからなくなってしまいます。
紫外光が見える動物
恐竜全盛時代の哺乳類は小さな夜行性動物で、魚類から爬虫類や鳥類が4種類の色覚をもつのに対して、哺乳類は色覚を退化させる代わりに暗いところでも見える能力を高めたと言われており、2種類の錐体しかもっていません。
しかし、人間に近いチンパンジーやオランウータンなどは、そのうちの1種類を変化させて赤と緑の色覚を獲得し直したことで3種類もっていますが、ある比率で赤と緑の色覚異常が発生したり、赤の感覚が人によって異なったりするようです。
魚類から爬虫類や鳥類も、全てが4種類の色覚能力をもっている訳ではないようですが、鳥類などは紫外線を識別できており、紫外、青、緑、赤の色覚をもっていると言われています。
昆虫もまた、紫外を含む4種類の色覚をもっているものが多くありますが、ミツバチは紫外、青、緑の3種類の色覚のようです。
鳥や昆虫にとっては、雌雄の判別や植物の花を認識する上で、紫外光による色覚が重要で、人間にとっては見えない形状も紫外光で見ることで判別できているということです。
紫外光の色覚があれば、人間にとって同じに認識してしまう紫の単独光と青と赤との組み合わせ光とでは、まったく異なるものとして認識できるでしょう。
視感度
明るい所から暗い所へ入ったり、突然明りが消えたりすると、一瞬真っ暗で何も見えなくなりますが、やがて目が慣れてくると見えてくるようになります。
明るい所では錐体により色覚を伴って物を見ますが、暗い所では色覚には関与しない代わりに感度の高い桿体により見るように変わるからで、従って色ははっきりとしません。
夜行性動物にとっては、色覚よりも暗い中でもよく見える方が大事であり、錐体を減らして桿体を充実させているようです。
桿体は色を認識することができませんが、色に対する感度は異なりますので、色による明暗の差が生じます。青の方が赤より明るく見えるといった、モノクロトーンで見ることができます。
夜行性動物の輝板 (タペタム)
猫が暗闇でもよく見えるのは、人間と比べて錐体が約1/6しかない代わりに桿体が6倍以上もあるだけでなく、猫の網膜の下には夜行性動物に備わっている光を反射させる輝板という層があり、網膜をいったん通過した光が輝板で反射して、再び網膜の視細胞を刺激するからです。
この輝板は、人間には見えない波長の短い光を波長の長い可視光に変え、蛍光を発するため、暗い所で夜行性動物に照明を当てたとき、眼が光って見えます。この現象はシカなどの野生動物でも同様であり、ライトで照らして光って見えた眼の数で個体数を割り出す「ライトセンサス」に利用されています。
(付記)
夜間に目が良く見えない夜盲症のことを鳥目といいますが、ニワトリは夜良く見えてないようでも、フクロウのように夜行性の鳥もおり、渡りをする小鳥などは猛禽類をさけて夜移動しています。鳥の目が必ずしも夜良く見えない訳ではありません。
人間の夜盲症はビタミンAの不足によって起こると言われていますが、暗い所で見るための桿体が機能するために必要なロドプシンという物質が作られるためには、ビタミンAが必要だからです。