Цветовое зрение

Цветовое зрение, цветное зрение, цветовосприятие, способность глаза человека и многих видов животных с дневной активностью различать цвета, т. е. ощущать отличия в спектральном составе видимых излучений и в окраске предметов. Видимая часть спектра включает излучения с разной длиной волны, воспринимаемые глазом в виде различных цветов. Ц. з. обусловлено совместной работой нескольких светоприёмников, т. е. фоторецепторов сетчатки разных типов, отличающихся спектральной чувствительностью. Фоторецепторы преобразуют энергию излучения в физиологическое возбуждение, которое воспринимается нервной системой как различные цвета, т.к. излучения возбуждают приёмники в неодинаковой степени. Спектральная чувствительность фоторецепторов разного типа различна и определяется спектром поглощения зрительных пигментов. Каждый светоприёмник в отдельности не способен различать цвета: все излучения для него отличаются лишь одним параметром — видимой яркостью, или светлотой, т.к. свет любого спектрального состава оказывает качественно одинаковое физиологическое воздействие на каждый из фотопигментов. В связи с этим любые излучения при определённом соотношении их интенсивностей могут быть полностью неразличимы друг от друга одним приёмником. Если в сетчатке есть несколько приёмников, то условия равенства для каждого из них будут различными. Поэтому для сочетания нескольких приёмников многие излучения не могут быть уравнены никаким подбором их интенсивностей.

  Основы современных представлений о Ц. з. человека разработаны в 19 в. английским физиком Т. Юнгом и немецким учёным Г. Гельмгольцем в виде т. н. трёхкомпонентной, или трихроматической, теории цветовосприятия. Согласно этой теории, в сетчатке глаза человека имеются три типа фоторецепторов (колбочковых клеток), чувствительных в разной степени к красному, зелёному и синему свету. Однако физиологический механизм цветовосприятия позволяет различать не все излучения. Так, смеси красного и зелёного в определённых соотношениях неотличимы от жёлто-зелёного, жёлтого и оранжевого излучений; смеси синего с оранжевым могут быть уравнены со смесями красного с голубым или с сине-зелёным. У некоторых людей наследственно отсутствует один (см. Дальтонизм) или два светоприёмника из трёх, в последнем случае Ц. з. отсутствует.

  Ц. з. свойственно многим видам животных. У позвоночных (обезьяны, многие виды рыб, земноводные), а из насекомых у пчёл и шмелей Ц. з. трихроматическое, как и у человека. У сусликов и многих видов насекомых Ц. з. дихроматическое, т. е. основано на работе двух типов светоприёмников, у птиц и черепах, возможно, — четырёх. Для насекомых видимая область спектра смещена в сторону коротковолновых излучений и включает ультрафиолетовый диапазон. Поэтому мир красок насекомого существенно отличается от нашего.

  Основное биологическое значение Ц. з. для человека и животных, существующих в мире несамосветящихся объектов, — правильное узнавание их окраски, а не просто различение излучений. Спектральный состав отражённого света зависит как от окраски предмета, так и от падающего света и поэтому подвержен значительным изменениям при перемене условий освещения. Способность зрительного аппарата правильно узнавать (идентифицировать) окраску предметов по их отражательным свойствам в меняющихся условиях освещения называются константностью восприятия окраски (см. Цвет). Ц. з. — важный компонент зрительной ориентации животных. В ходе эволюции многие животные и растения приобрели разнообразные средства сигнализации, рассчитанные на способность животных-«наблюдателей» воспринимать цвета. Таковы ярко окрашенные венчики цветков растений, привлекающие насекомых и птиц — опылителей; яркая окраска плодов и ягод, привлекающая животных — распространителей семян; предупреждающая и отпугивающая окраска ядовитых животных и видов, им подражающих; «плакатная» раскраска многих тропических рыб и ящериц, имеющая сигнальное значение в территориальных взаимоотношениях; яркий брачный наряд, носящий сезонный или постоянный характер, свойственный множеству видов рыб, птиц, пресмыкающихся, насекомых; наконец, специальные средства сигнализации, облегчающие у рыб и птиц взаимоотношения между родителями и потомством.

  См. также Биооптика, Глаз, Зрение, Зрения органы.

  Лит.: Нюберг Н. Д., Курс цветоведения, М. — Л., 1932; Кравков С. В., Цветовое зрение, М., 1951; Канаев И. И., Очерки из истории проблемы физиологии цветового зрения от античности до XX века, Л., 1971; физиология сенсорных систем, ч. 1, Л., 1971 (Руководство по физиологии); Орлов О. Ю., Об эволюции цветового зрения у позвоночных, в кн.: Проблемы эволюции, т. 2, Новосиб., 1972.

  О. Ю. Орлов.