Наиболее заметный цвет для рыб зависит от вида и среды их обитания. У рыб разные зрительные системы, адаптированные к окружающей среде. Пресноводные рыбы, обитающие в мутных реках и озерах, как правило, лучше видят в красном/оранжевом конце спектра, в то время как морские рыбы, обитающие в прозрачных океанских водах, более чувствительны к синему и зеленому.
Глаза рыб похожи на человеческие тем, что у них есть роговица, хрусталик, отверстия радужной оболочки и сетчатка. Однако между зрением человека и рыб есть некоторые важные различия:
Эти адаптации позволяют глазам рыб эффективно фокусироваться под водой, где условия освещения могут резко меняться. Типы колбочек фоторецепторов и их распределение по сетчатке определяют, какие длины волн света рыбы могут обнаружить и какие цвета они видят лучше всего.
Водная среда определяет, как цвет воспринимается рыбой из-за различного проникновения света в воду. Свет с большей длиной волны, такой как красный и оранжевый, может проникать глубже, в то время как более короткие синие и фиолетовые цвета поглощаются быстрее. Это ограничивает то, какие части цветового спектра доступны для зрения рыб на разных глубинах.
В чистой океанской воде синий свет проникает глубже всего, что позволяет морским рыбам, таким как тунец, очень хорошо обнаруживать синий и зеленый цвета. В реках и озерах взвешенные частицы рассеивают свет, ограничивая проникновение синего цвета. Поэтому пресноводные рыбы, такие как форель и карп, более чувствительны к более длинноволновым красным и оранжевым цветам.
В сетчатке рыб есть пять основных типов колбочек, содержащих различные зрительные пигменты, чувствительные к определенным длинам волн света:
Конкретная комбинация Наличие типов колбочек определяет возможности цветового зрения рыб. Наличие нескольких типов колбочек позволяет рыбам различать цвета. Рыбы только с одним типом колбочек видят в оттенках серого.
| Тип рыбы | Присутствующие типы колбочек | Пиковая чувствительность |
|---|---|---|
| Форель (пресноводная) | UB, VB, G | УФ, фиолетовый, зеленый |
| Золотая рыбка (пресноводная) | R, G | Красный, зеленый |
| Тунец (соленая вода) | VB, B, G | Фиолетовый, синий, зеленый |
| Сибас (соленая вода) | УФ, VB, B | УФ, фиолетовый, синий |
Как видно из таблицы, наличие УФ-колбочек у форели и морского окуня позволяет им видеть в ближнем ультрафиолетовом диапазоне, который недоступен людям. Тунец и морской окунь с тремя типами колбочек имеют трихроматическое цветовое зрение, как и люди. В то время как золотые рыбки являются дихроматами, видящими в основном красный и зеленый цвета.
Подводная среда освещения обуславливает различия в зрении между пресноводными и морскими рыбами. Даже близкородственные виды, обитающие в разных местах обитания, демонстрируют адаптации для максимальной видимости.
В пресноводных озерах и реках, как правило, больше водорослей, отложений и растворенных органических соединений, которые рассеивают и поглощают свет. Это ослабляет синие и зеленые цвета с более короткой длиной волны, поэтому пресноводные рыбы адаптируются к более длинным красным и оранжевым цветам, которые проникают глубже.
Напротив, коралловые рифы и пелагические океанические рыбы обитают в очень чистых синих водах, где более короткие длины волн наиболее доступны. Виды, обитающие в соленой воде, как правило, полностью лишены красных колбочек, поскольку больше полагаются на синие, зеленые и ультрафиолетовые цвета.
Эти примеры демонстрируют, как зрительные системы рыб тонко настраиваются на их конкретную световую среду с помощью эволюционных компромиссов в колбочках типы.
Трихроматическое и тетрахроматическое цветовое зрение обеспечивает важные преимущества для выживания рыб:
Рыбы, обитающие на красочных коралловых рифах и в ручьях тропических лесов, по-видимому, больше полагаются на цветовое зрение для выживания. Потеря типов фоторецепторов может быть пагубной, если окружающая среда изменится.
Определение того, что рыбы могут видеть и какие цвета выделяются больше всего, важно для понимания их сенсорного мира. Исследователи используют несколько подходов:
Поведенческое обусловливание дает лучшие подсказки о том, как рыбы воспринимают цвет в дикой природе. Например, толстоголовые пескари, обученные выбирать синие цели на сером фоне, демонстрируют трихроматическое зрение, настроенное на короткие длины волн, несмотря на отсутствие красных колбочек.
| Рыба | Среда обитания | Наиболее видимые длины волн |
|---|---|---|
| Лосось | Реки и океан | УФ, синий, красный |
| Форель | Ручей и озер | УФ, фиолетовый, зеленый |
| Морской окунь | Коралловые рифы | УФ, фиолетовый, синий |
| Тунец | Открытый океан | Фиолетовый, синий, зеленый |
| Карп | Пруды и реки | Красный, зеленый |
| Цихлиды | Озера | Красный, зеленый |
В этой таблице обобщены пиковые значения чувствительности, определенные для популярных игровых и пищевых рыб. Те, кто живет в чистой воде, обнаруживают более короткие длины волн, в то время как рыбы, живущие в мутной воде, лучше всего видят в более длинном красном/оранжевом спектре.
У рыб есть специализированные зрительные системы, адаптированные для максимальной видимости в их специфической водной световой среде. Пресноводные рыбы, как правило, наиболее чувствительны к красным и оранжевым цветам, которые проникают в мутную воду. Зрение морских рыб настроено на синие и зеленые цвета, которые распространяются дальше всего в чистых океанах. Ультрафиолетовая чувствительность обеспечивает дополнительное измерение в чистой воде. Несколько типов колбочек дают рыбам трихроматическое или тетрахроматическое цветовое зрение для обнаружения пищи, хищников, партнеров и навигационных сигналов. Понимание сенсорного мира рыб дает представление об их поведении и экологии.
Подводя итог, можно сказать, что спектры поглощения фоторецепторов колбочек, экспрессия гена опсина и поведенческие меры демонстрируют восприятие цвета у многих видов рыб. Комбинации колбочек, воспринимающих УФ, фиолетовый, синий, зеленый и красный диапазоны длин волн, обеспечивают диапазон хроматического зрения. Рыбы обитают в разнообразных водных средах с различными световыми режимами. Поэтому их зрение адаптировано к определенным длинам волн, проникающим на их глубину. Таким образом, наиболее видимый цвет для рыб во многом зависит от среды обитания. Рыбы, специализирующиеся на своей нише, воспринимают мир уникальными способами по сравнению с людьми.