A fény

Fényérzékelés, a szemtípusok áttekintése
Fénynek, vagyis az emberi szem számára látható fénynek az elektromágneses hullámok kb. 400-800 nm-es tartományát nevezzük. A 400 nm-nél rövidebb hullámok az ultraibolya, a  800  nm-nél hosszabbak az infravörös tartományba tartoznak. A gerinctelen és gerinces állatok sok faja ezekben a sávokban (is) lát, érzékeli az elektromágneses hullámokat. A különböző élőlények számára a 200 nm-től 10000 nm-ig terjedő tartomány is "fénynek" tekinthető.
A fény a növényi, az állati és az emberi élet létfontosságú tényezője, hiszen a földi élet létrejöttéhez és fenntartásához szükséges - tápanyagot és oxigént termelő - fotoszintézis a napfény energiáját használja.
A fény ezen kívül nagyon sok más élettani, biokémiai folyamathoz is nélkülöz­hetetlen. És persze fontos azért is, mert az életkörülmények optimális szintjének fenntartásában a vizuális ingereknek meghatározó szerepük van.
A fény érzékelésére a növények is képesek
A fény érzékelésére a növények is képesek

A fényinger érzékelése - még nem teljesen tisztázott módon - már az egészen egyszerű növényi szervezetekre is jellemző, a  bíborbaktériumok például az ostormozgás megszüntetésével, vagy megfordításával reagálnak a fényből a sötétségbe való átmenetre.
Amint azt akár az otthoni növények gondozásakor vagy egy egyszerű kísérletben, például babszemek csíráztatásakor is tapasztalhatjuk, a magasabb rendű növények hajtásainak fejlődésekor működik az ún. fototropizmus, amelynek hatására a  föld feletti hajtások a megvilágító fény irányába (pozitív fototropizmus), a föld alatti gyökerek illetve egyes léggyökerek pedig azzal ellentétes irányba nőnek (negatív fototropizmus).
A speciális látószerv kialakulása nem feltétele a fényérzé­kenységnek. Bizonyos egysejtűek, például amőbafajok a változó fényintenzitásra módosítják mozgási reakcióikat. Ha az amőba teljes testét megvilágítjuk, az állat megáll. Ha a megvilágítás mintegy fél órán keresztül fennmarad, a mozgás újra megindul: az állat sejtmembránja vagy citoplazmája fényérzékeny.
A földi­gilisztánál a test felszínén egyenletesen eloszló speciális hámsejtek teszik lehetővé a fényintenzitás érzékelését. Az ilyen receptorok együttműködése révén már a fény irányának durva érzékelése is lehetséges. A giliszta fényérzékelése talán jól hasonlítható a mi hőérzékelésünkhöz (csak az érzékelt sugárzási tartomány különbözik). Bőrünk hőérzékelő sejtjei nagyjából egyenletesen oszlanak el a bőrben, nem túl érzékenyek, de azért (csukott szemmel is) képesek vagyunk érzékelni egy kályha, nyílt láng vagy a napsütés irányát.
Az iránylátás már egyetlen érzéksejtnél is lehetséges, ha az kehely alakú pigmentsejtben fekszik, pl. az örvényférgek és lándzsahalak esetén.
A pigmentkehelysejtek már irány érzékelésére is képesek














A pigmentkehelysejtek már irány
érzékelésére is képesek

A pigmentsejt ugyanis egyik oldalról leárnyékolja az érzékelősejtet, így az érzékelt fény iránya azonosítható. Egy sejt mindig csak egy fényirányt érzékel, de több sejt együttműködése fokozhatja a teljesítményt.
Az összetett pigmentkehelysejtek esetén a szerv már jól megkülönbözteti az egyes fényirányokat, mivel a kehely nyílásán keresztül beeső fény különböző sejteket képes ingerelni.
Örvényférgek pigmentkehelysejtekből összetett látószerve
















Örvényférgek
pigmentkehelysejtekből
összetett látószerve

Ennél valamivel gyengébb teljesítményűek az úgynevezett gödörszemek, ahol az érzéksejtek a hám bemélyedéseiben fekszenek.
A gödörszem
A gödörszem

A kagyló szeme gödörszem
A kagyló szeme gödörszem

A gödörszemek esetén megjelenhetnek bizonyos lencseszerű képződmények is, amelyek természetesen javítják az irány­észlelést.
Az iránylátással együtt megjelenik a mozgáslátás is, ha a fény az irányérzékelő receptorokat egymás után ingereli. Bár a  fényerősség csökken, a mozgás- és iránylátás, sőt a kép­felbontás is javul, ha a szemnyílás szűkebb.

A képlátás alapvetően két szemtípus esetén válik lehetségessé: az ízeltlábúak összetett szeme és a sötétkamra (hólyagszem) szem esetén.
Kosárba helyezve!