Глаза являются органами зрительной системы . Они обеспечивают живые организмы зрением , способностью получать и обрабатывать визуальные детали, а также активировать несколько функций фотореакции, которые не зависят от зрения. Глаза улавливают свет и преобразуют его в электрохимические импульсы в нейронах . У высших организмов глаз представляет собой сложную оптическую систему, которая собирает свет из окружающей среды, регулирует его интенсивность с помощью диафрагмы , фокусирует его с помощью регулируемого набора линз для формирования изображения ., преобразует это изображение в набор электрических сигналов и передает эти сигналы в мозг через сложные нервные пути, которые соединяют глаз через зрительный нерв со зрительной корой и другими областями мозга. Глаза с разрешающей способностью бывают десяти принципиально разных форм, и 96% видов животных обладают сложной оптической системой. [1] Глаза, разрешающие изображение, есть у моллюсков , хордовых и членистоногих . [2]
Самые простые глаза, ямочные глаза, представляют собой глазные пятна, которые можно поместить в ямку, чтобы уменьшить угол света, входящего в глазное пятно и воздействующего на него, чтобы позволить организму определить угол падающего света. [1] От более сложных глаз светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки посылают сигналы по ретино-гипоталамическому тракту к супрахиазматическим ядрам , чтобы произвести циркадную регулировку, и к претектальной области , чтобы контролировать зрачковый световой рефлекс .
Сложные глаза могут различать формы и цвета . Поля зрения многих организмов, особенно хищников, включают большие области бинокулярного зрения для улучшения восприятия глубины . У других организмов глаза расположены так, чтобы максимально увеличить поле зрения, например у кроликов и лошадей , обладающих монокулярным зрением .
Первые протоглаза появились у животных 600 миллионов лет назад примерно во время кембрийского взрыва . [3] Последний общий предок животных обладал биохимическим набором инструментов, необходимым для зрения, и более продвинутые глаза развились у 96% видов животных в шести из ~35 [а] основных типов . [1] У большинства позвоночных и некоторых моллюсков глаз работает, позволяя свету проникать и проецироваться на светочувствительный слой клеток в конце глаза, известный как сетчатка . Колбочки ( для цвета) и палочки(для контрастов при слабом освещении) в сетчатке обнаруживают и преобразуют свет в нейронные сигналы для зрения. Затем визуальные сигналы передаются в мозг через зрительный нерв . Такие глаза обычно имеют примерно сферическую форму, заполнены прозрачным гелеобразным веществом, называемым стекловидным телом , с фокусирующей линзой и часто радужной оболочкой ; расслабление или сокращение мышц вокруг радужной оболочки изменяет размер зрачка , тем самым регулируя количество света, попадающего в глаз, [4] и уменьшая аберрации, когда света достаточно. [5] Глаза большинства головоногих , рыб, амфибии и змеи имеют фиксированную форму линзы, а фокусировка зрения достигается за счет телескопирования линзы — подобно тому, как фокусируется камера . [6]
Сложные глаза встречаются у членистоногих и состоят из множества простых фасеток, которые, в зависимости от деталей анатомии, могут давать либо одно пикселизированное изображение, либо несколько изображений для каждого глаза. Каждый датчик имеет собственную линзу и светочувствительные ячейки. Некоторые глаза имеют до 28 000 таких датчиков, которые расположены шестиугольно и могут обеспечивать полное поле зрения на 360°. Сложные глаза очень чувствительны к движению. Некоторые членистоногие, в том числе многие Strepsiptera , имеют сложные глаза всего из нескольких фасеток, каждый с сетчаткой, способной создавать изображение, создавая зрение. Когда каждый глаз смотрит на разные вещи, в мозгу создается слитное изображение от всех глаз, обеспечивающее очень разные изображения с высоким разрешением.