Почему видимый спектр света -- видимый?

Oleg4534

в смысле почему природа адаптировалась к тому, чтобы видеть волны именно этой длины, а не другой части спектра?
Какое у них преимущество?

Suebaby

кагбе солнце светит в этом диапазоне

irenape

Какое у них преимущество?
Весьма предсказуемо отражаются практически от всех предметов, которые можно встретить в природе. Низкие шумы (в отличие от, например, инфракрасных). Удобные размеры сетчатки ещё, наверное.

irenape

солнце светит в этом диапазоне
У солнца чернотельный спектр излучения, но вообще да, максимум лежит примерно посередине видимого диапазона.

Sensor4ik

Эта часть спектра плюс примыкающий ближний ультрафиолет вызывает электронные переходы в молекулах. Энергия электронного возбуждения может быть потрачена на полезные цели: эстафетный перенос зарядов через биологическую мембрану (фотосинтез изомеризацию органических соединений (зрение, фотосинтез у пурпурных бактерий) и т.п.
А в общем и целом (сразу оговорюсь, что есть и исключения ультрафиолетовый квант несет слишком много энергии, ее достаточно для гомолитического разрыва некоторых связей с образованием свободных радикалов, которые слишком реакционноспособны, чтобы природа могла их использовать эффективно и безопасно. ИК-квант, наоборот, несет слишком мало энергии, чтобы ее можно было утилизировать.

irenape

ультрафиолетовый квант несет слишком много энергии
Подозреваю, если посмотреть в ультрафиолетовых лучах весь окружающий мир оказался бы погружённым если не во тьму, то в сумрак.

Soror

ультрафиолетовый квант несет слишком много энергии, ее достаточно для гомолитического разрыва некоторых связей с образованием свободных радикалов, которые слишком реакционноспособны, чтобы природа могла их использовать эффективно и безопасно. ИК-квант, наоборот, несет слишком мало энергии, чтобы ее можно было утилизировать
на всякий случай есть конические пересечения для безызлучательной релаксации молекул (там ретинал и т.п.) в основное состояние.

sidorskys

Вообще в оригинале у далеких предков ширина спектра и число типов рецепторов несколько покруче были, но потом, к сожалению, в ходе эволюции деградировали. :( :crazy:

http://www.diycalculator.com/sp-cvision.shtml
http://serendip.brynmawr.edu/exchange/node/364

mab1

Не поверишь, разбору этого вопроса посвящен целый параграф одного из школьных учебников по физике. Факультативных. По-моему, назывался "Физика для любознательных". А сами ответы в треде уже даны.

Lene81

на всякий случай есть конические пересечения для безызлучательной релаксации молекул (там ретинал и т.п.) в основное состояние.
Это так. Только к чему это сказано, поясните мысль.

Soror

ее достаточно для гомолитического разрыва некоторых связей с образованием свободных радикалов, которые слишком реакционноспособны, чтобы природа могла их использовать эффективно и безопасно.

через канал конических пересечений молекула может шустро выйти из состояния с разорванными связями. По крайней мере есть такое убеждение. Т.е. если будучи в возбужденном состоянии она представляется слабо друг сдругом связанными радикалами, то вернуться в нормальное состояние ей можно либо излучив, что может повредить окружающие протеины, либо извернувшись нужным образом засчет связи электронных состояний с колебательными модами.

sobol_polo

Почему именно эту зону - как тут правильно ответили, это область наибольшего испускания в спектре Солнца. Попробую ответить подбробнее на вопрос "почему не ИК и УФ?"
Почему не более длинные волны?
Неплохая проникающая способность волн видимого спектра, особенно его голубой части, в воде (не забываем, эволюция большую часть времени шла именно в ней) по сравнению с большей длинной волны. Более низкий уровень помех, чем у волн бОльшей длины (интерференция там всякая с дифракцией - для нас это не сильно актуально, а вот для насекомых - вполне себе).
Почему не более короткие волны?
Некоторые группы (конкретно - насекомые и птицы) различают УФ. Отчего обделены млекопитающие? Я думаю, это наследие норно-ночного образа жизни, который был характерен для первых млеков. В темноте важна общая чувствительность к свету, тут выгоднее делать ставку на те лучи, которых больше всего. А с учетом того, что львиная доля УФ поглощается озоновым слоем, видеть в этом спектре для ночного животного нафиг не надо.

Lene81

через канал конических пересечений молекула может шустро выйти из состояния с разорванными связями.
Теперь понятно. Тем не менее, многие молекулы при облучении диссоциируют, т.е. вообще говоря, электронно-колебательное взаимодействие не обязательно "защищает" молекулу от разрушения. К примеру, коническое пересечение есть в молекуле озона, однако его наличие просто приводит к новым типам продуктов диссоциации. Иными словами, должна быть возможность диссипировать энергию по многим степеням свободы.

Soror

да, я согласен, просто тут речь шла о молекулах ответственных за восприятие света, т.е. хромофорах, которых разорвать не всегда просто, в них переход в возбужденное состояние, как правило, обусловлен изомеризацией вокруг разорванной двойной (т.е. уже одинарной) углеродной связи. В таком случае релаксация в основное состояние через пересечение приводит к исходной конформации. В этом и есть принцип молекулярных включателей (photoswitch).

Soror

Иными словами, должна быть возможность диссипировать энергию по многим степеням свободы.
что касается степеней свободы то у хромофоров их всегда достаточно ( порядка 50 атомов)

Lene81

что касается степеней свободы то у хромофоров их всегда достаточно ( порядка 50 атомов)
Да это-то понятно. Вопрос в том, с каким ядерным движением связано коническое пересечение. Если с локализованным на одной связи растяжением — так молекула разлетится, а если с делокализованной по многим ядрам модой и с хорошей кросс-модовой ангармоничностью, то скорее всего, выживет.

stat2814955

деградация как результат эволюции - это пять

Soror

Да это-то понятно. Вопрос в том, с каким ядерным движением связано коническое пересечение. Если с локализованным на одной связи растяжением — так молекула разлетится, а если с делокализованной по многим ядрам модой и с хорошей кросс-модовой ангармоничностью, то скорее всего, выживет.
да, я согласен, это тоже может быть

vovatroff

Не совсем так, речь же шла о зрении живых существ. Для необратимой деструкции сетчатки хватает гораздо более слабых воздействий, чем для отдельно взятой молекулы ретиналя. Биология - дело тонкое.

sobol_polo

Абсолютно нормальное явление, как биолог скажу. Эволюция "вниз" встречается лишь немного реже, чем "вверх". Это "немного" и дает то, что эволюцией считают неспециалисты.

Annie5

как бе слово рудиментарность тебе о чем-нибудь говорит?

Soror

Не совсем так, речь же шла о зрении живых существ. Для необратимой деструкции сетчатки хватает гораздо более слабых воздействий, чем для отдельно взятой молекулы ретиналя. Биология - дело тонкое.
молекула ретиналя тут играет посредственную роль, речь шла об окружающих ее протеинах, которые и составляют биосенсоры сетчатки, так вот, при релаксации из возбужденного состояния ретиналь мог бы, в принципе, переизлучить фотон, с энергией достаточной для повреждения "тонких биологических дел":)
но к счастью, природа позаботилась о других путях релаксации..

Oleg4534

интересно, как определили, как динозавры видели?
не по окаменелостям же. :ooo:

Arthur8

потому что наш глаз НАИБОЛЕЕ АДАПТИРОВАН К ЗЕЛЕНОЙ ЧАСТИ СПЕКТРА. почему, потому что так выжить проще чтобы уберечься от всяких зубастых тварей, котроые скрываются в листве.
А почему видимый спектр света видимый. Да потому что глаз смотрит в определенном диапазоне.

Arthur8

тут весь смысл в фотосинтезе, никакое живое существо НЕ МОЖЕТ ЖИТЬ БЕЗ РЕАКЦИИ ФОТОСИНТЕЗА. ничто кроме РАСТЕНИЙ минеральные удобрения НЕ МОЖЕТ преобразовывать минералы в аминокислоты, коих толи 22 толи 26 (я не слежу за последними научными известиями из журналов). Т.Е. без растений никакая высокоорганизованная жизнь, начиная от УЛИТОК и кончая ЧЕЛОВЕКОМ - НЕВОЗМОЖНА! Никто из живых существ, кроме растений, не может чистые химические минералы преобразовывать в аминокислоты, а из аминокислот состоят белки. А белки это то, чем мы питаемся.
Далее, раз это все возможно, значит высокоорганизованному существу необходимо выжить среди растений. А растения это оттенки зеленого цвета (зеленый цвет - конкретная длина волны на шкале длин волн - т.е. ФОТОСИНТЕЗ!). Ну соответственно тут поработал ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР им. Чарльза Дарвина. Вот собственно и все объяснение. Захочешь подробнее - приезжай в обсерваторию с литром водки.
p.s. мож я и неправ.
p.s.s. насколько знаю, только растения синтезируют аминокислоты. животные, типа коров, из них синтезируют белки. даже человек, будчи вегетираинцем, может выжить только (условно говоря) питаясь травками. Но человек никогда не сможет(как и любое животное, даже не занесенное в красную книгу) не сможет съесть в чистом виде(ЧДА - привет химикам) калий, марганец, висмум, бром, йод, серебро, железо и т.п. и т.д. (в смысле химических элементов) - и переварить их в желудке до того состояния до которого его переваривают своими корнями разные деревья и травки. вот. т.е. экология рулит, уничтожим зеленый покров - сдохнем с голода.
p.s.s.s. вот природа собака, как все продумала и даже придраться не к чему.

irenape

почему, потому что так выжить проще чтобы уберечься от всяких зубастых тварей, котроые скрываются в листве.
Капитан Очевидность как бы считает, что для того, чтобы уберечься от тех, кто прячется в зелени, зелень как раз лучше не воспринимать. Лучше в ИК-диапазоне, как Хищник.

Arthur8

Лучше в ИК-диапазоне, как Хищник.
хохо, когда я это дело писал, я впромнил про второго хищника, когда люди пришли в терморегулирующих костюмах на него охотится, а хищник начал там переключать диапазоны длин волн и наткнулся на оптический. и перекрошил, их всех, как помню, в мелкий винигрет.

irenape

Вот-вот. А в первом есть кадры, когда он шлем снимает, и изображение расплывается: у него в шлеме фильтр стоит на фоновое ИК-излучение, родной же глаз видит всё, а в джунглях жарко, и всё светится.

Arthur8

это настолько красивая штука, что нужно только живое общение. ну можно тут покапслочить в форуме, постучать тапком по столу. но это правда красиво.

irenape

На лес когда смотришь - кажется чего там, один зелёный цвет, а на самом деле каждый листочик выделятся, а листочков этих - тысячи...

Arthur8

и среди этих листков иногда на солнце слагаются маленькие камеры-обскуры. Если нет ветра, то гуляя по лесу можно на земле увидеть изображения Солнца. Ладно попер я на работу вобщем...

irenape

Да, а в частное солнечное затмение эти тени превращаются в серпы, я их видел.

sobol_polo

Не хочу тебя расстраивать, но логика неверная (по поводу зелени сказли уже) плюс академических знаний чуть-чуть не хватает.
тут весь смысл в фотосинтезе, никакое живое существо НЕ МОЖЕТ ЖИТЬ БЕЗ РЕАКЦИИ ФОТОСИНТЕЗА. ничто кроме РАСТЕНИЙ минеральные удобрения НЕ МОЖЕТ преобразовывать минералы в аминокислоты,

Не беру я по красоте своей предложений построение редкостное, нервно магистр Йода по сравнению с которым в сторонке курит. А по смыслу на слово вестиментиферы в гугле заботай.
Далее, раз это все возможно, значит высокоорганизованному существу необходимо выжить среди растений.

Только вот зрение сформировалось чуть пораньше, чем растения на сушу вышли. А среди морских водорослей больше бурых, чем зеленых. А так ничего.
p.s. мож я и неправ.

Ты прав. Просто ты прав не во всем.

Arthur8

Не хочу тебя расстраивать, но логика неверная (по поводу зелени сказли уже) плюс академических знаний чуть-чуть не хватает.

никогда в исследованиях чего-то нового не использовать логику, вообще. Логика это интсрумент всего лишь. Ничего больше. Ибо еслиб оно было бы прогнозируемо - оно было бы просчитано логикой, ибо она для этого и предназначена.
В чем сермяжный смысл чего-то нового - в том, что оно никак не прогнозируется. см. фильм "Семь шагов за горизонт" времен СССР... Кто то сказал, что понятие светлого взгляда на этот мир лишь уникальная возможность, да, не тебя, не меня, никого вообще, заглянуть за горизонт людских знаний. Както увидеть это. Картинка она в голове сама складывается. Так оно все и работает, это научное познание, может быть это и есть тот самый ТРИЗ... Не знаю.

Ты прав. Просто ты прав не во всем.
да я вообще большая сволочь, иногда =)
p.s. сижу тут с голубем ночую в стерватории. как он сюад пробрался - не знаю. Сча пробую его напоить джином-тоником. но он сопротивляется, т.е. не то чтобы сопротивляется, летает по комнате.

for_sx



p.s. сижу тут с голубем ночую в стерватории. как он сюад пробрался - не знаю. Сча пробую его напоить джином-тоником. но он сопротивляется, т.е. не то чтобы сопротивляется, летает по комнате
тебе одиноко? тоже вот один....

stm7543347

никогда в исследованиях чего-то нового не использовать логику, вообще. Логика это интсрумент всего лишь. Ничего больше. Ибо еслиб оно было бы прогнозируемо - оно было бы просчитано логикой, ибо она для этого и предназначена.
Ну это, может, в математике так, а у нас по-другому.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: