Коли людина заходить у темне приміщення після яскравого освітлення, спочатку майже нічого не видно. Лише через певний час контури предметів поступово починають проявлятися. При цьому рівень освітлення не змінюється — змінюється робота самих очей.
Причина такого повільного пристосування пов’язана з особливостями світлочутливих клітин сітківки та механізмами, які сформувалися в процесі еволюції. 1
Два типи клітин, які відповідають за зір
Людське око використовує два типи світлочутливих клітин — палички та колбочки. Їх називають так через характерну форму.
Колбочки забезпечують кольоровий зір. У людини існує три типи таких клітин, які реагують на червоне, зелене та синє світло. Усі кольори, які сприймає людина, є комбінацією сигналів від цих трьох типів колбочок.
Палички, на відміну від колбочок, не здатні розрізняти кольори, проте мають набагато вищу чутливість до світла. Кожна така клітина здатна реагувати навіть на один окремий фотон — елементарну частинку світла. Саме палички дозволяють бачити в умовах слабкого освітлення.
Чому адаптація до темряви відбувається повільно
Надзвичайна чутливість паличок має свою біологічну ціну. Після того як паличка фіксує фотон світла, їй потрібен тривалий час, щоб відновити здатність знову сприймати світло.
Цей процес може тривати до години.
За світлочутливість паличок відповідає молекула родопсин — речовина, що утворюється за участю вітаміну А. Коли родопсин поглинає світло, він втрачає здатність реагувати на нові світлові сигнали. Такий стан називають «відбілюванням».
Саме необхідність відновлення родопсину є головною причиною того, чому очам потрібно багато часу, щоб повністю пристосуватися до темряви.
Як відновлюється родопсин
Родопсин складається з двох компонентів — опсину та ретиналю.
Після поглинання світла молекула ретиналю змінює форму: із зігнутої вона стає прямою і відокремлюється від опсину. Після цього ретиналь переміщується до спеціального шару ока — пігментного епітелію сітківки.
Там молекула проходить процес відновлення і знову повертається до своєї початкової форми. Після цього вона повторно з’єднується з опсином, утворюючи функціональний родопсин.
Якщо значна частина паличок у сітківці втратила активність після інтенсивного освітлення, повне відновлення може займати від 45 хвилин до години.
Водночас частина клітин здатна відновитися швидше — приблизно за 10–15 хвилин, що дає можливість частково бачити у слабкому освітленні ще до завершення повного процесу адаптації.
Чому паличок у сітківці так багато
Палички й колбочки розташовані в сітківці — внутрішній світлочутливій оболонці ока.
У людському оці приблизно 6 мільйонів колбочок і близько 100 мільйонів паличок. Оскільки відновлення паличок займає багато часу, їх велика кількість частково компенсує цю особливість.
Колбочки зосереджені переважно в центральній частині сітківки — саме туди кришталик фокусує більшість світла.
Палички домінують у решті сітківки. Це відповідає тому, як працює людський зір упродовж дня: при яскравому освітленні основне навантаження несуть колбочки, тоді як палички майже не беруть участі у формуванні зображення.
Швидкий механізм адаптації існує, але він обмежений
Око має механізм, який дозволяє частково адаптуватися до темряви швидше.
Йдеться про розширення зіниці — темного отвору в передній частині ока. Коли зіниця збільшується, всередину потрапляє більше світла.
Проте цей механізм забезпечує лише незначну частину адаптації. Основну роль усе одно відіграють палички та тривалий процес регенерації родопсину.
Еволюція не вимагала швидшої адаптації
До появи штучного освітлення люди зазвичай не стикалися з різкими переходами від яскравого світла до повної темряви.
У природних умовах освітлення змінювалося поступово під час заходу сонця. Такий перехід тривав приблизно стільки ж часу, скільки потрібно паличкам для відновлення.
Через це в еволюції не виникало необхідності прискорювати механізм темнової адаптації.
Чому з віком стає важче бачити вночі
Палички вважаються найбільш вразливими клітинами сітківки щодо захворювань і порушень роботи.
Саме тому літні люди часто відчувають труднощі під час керування автомобілем у темний час доби.
Дослідники зараз працюють над створенням діагностичних тестів, які можуть стати частиною стандартного офтальмологічного обстеження. Такі тести дозволять оцінювати, як змінюється здатність очей адаптуватися до темряви з віком.
Читайте також: Чому з віком час прискорюється?
