Hyppää suoraan sisältöön

Päin näköä – erilaisia silmiä

Mitä kastemato näkee? Entä meduusa, helmivene, merietana tai kalmari? Rakenna reikäkamera ja totea itse, kuinka erilaiset silmät toimivat.

Lue koko juttu tai hyppää suoraan sinua kiinnostavaan kohtaan:

Kuvittele eläväsi luonnossa pelkän kuulon, hajun ja tuntoaistin varassa. Löytäisitkö puusta hedelmiä? Ehkä, mutta kuinka erottaisit kypsät raa’oista. Onnistuistko yllättämään saaliin ennen kuin loittoneva rasahtelu jo paljastaisi sen pötkivän pakoon? Entä huomaisitko sinua vaanivan pedon ennen kuin se hönkisi niskaasi?

Ei mikään ihme, että 95% prosentilla tunnetuista eläinlajeista on kuvia näkevät silmät.

Valon havaitsemisesta kuvan näkemiseen

Yksinkertaisimmillaan näkeminen on pelkkää valon havaitsemista. Se käy jopa yksisoluiselta silmälevältä, joka valosensorinsa avulla osaa uida valoa kohti. Kastematojen valoa aistivat pisteet taas on siroteltu vähän sinne tänne pitkin ruumista.. Jos liian moni piste saa valoa, mato tietää pujahtaa takaisin pimeään maan alle - pois saalistajien ulottuvilta.

Pidemmälle kehittyneessä valoaistissa kaikki valoherkät solut ovat keskittyneet johonkin tiettyyn paikkaan ruumista näköelimeksi. Silloin voidaan jo puhua silmästä. Yksinkertaisimmat silmät ovat litteitä valoherkkien solujen ryppäitä. Seuraavassa vaiheessa valoherkät solut sijaitsevat kuopassa, joka suojaa arvokasta ja herkkää elintä kolhulta.

Mitä tällaisella silmällä näkee? Testaa itse! Rakenna reikäkamera ohjeillamme.

Helmivene

Helmiveneen silmä toimii kuin reikäkamera

Helmivene-nimisen mustekaloihin kuuluvan merieläimen silmä toimii reikäkameran periaatteella. Helmiveneen silmäkuopan edustalla on pieni rako, josta sisälle silmään pääsevät valonsäteet osuvat kuopan pohjalla sijaitseviin valoherkkiin aistinsoluihin. Reikäkamerassa rako on tietysti alumiinifoliossa ja silmäkuoppaa vastaa musta putki. Valoherkkien aistinsolujen paikalla kamerassa on leivinpaperi. Reikäkamerasilmä on eliökunnan yksinkertaisin kuvien näkemiseen soveltuva silmä.

Linssin avulla valoisa ja terävä kuva

Kaavio siitä, kuinka kupera linssi kokoaa valonsäteet yhteen pisteeseen linssin taakse Astetta paremmissa silmissä, esimerkiksi merietanalla, on valoa kokoava kupera linssi. Kuperan, eli keskeltä reunoja paksumman linssin läpi kulkevien valonsäteiden kulkusuunta muuttuu niin, että ne kohtaavat linssin takana. Valonsäteiden kohtauspistettä sanotaan linssin polttopisteeksi. Tällainen linssi kerää valoa suuremmalta alueelta ja keskittää sen sitten pienelle alueelle. Siksi kuperia linssejä käytetään myös polttolaseina. Olet varmaan brennannut kesällä suurennuslasilla. Linssin avulla silmän aukkoa voidaan suurentaa ja saadaan lisää valoa ilman, että kuvan terävyys kärsii.

Lisätään linssi reikäkameraan

Poista kamerastasi ensin alumiinifolio. Valoa sisään päästävä aukko on nyt valtavan suuri. Suuntaa aukko kohti valonlähdettä, vaikka lamppua. Leivinpaperilla ei nyt voi nähdä kuvaa, mutta erotat varmasti valoisuuden vaihtelun, kun käännät putken kohti lamppua ja sitten taas siitä sivuun. Lisäksi putken seinämien heittämistä varjoista voi päätellä, mistä suunnasta valo tulee.

Ei kovin hääppöistä kuvanäkemiseen verrattuna, vai mitä. Kotiloilla, etanoilla ja meduusoilla on tämäntyyppinen kuppimainen silmä.

Sitten lisätään linssi, ja kamerasta tulee yksinkertaisen merietanan linssisilmän malli. Reikäkamerassamme valonsäteitä kokoavasta linssistä käy suurennuslasi.

Koejärjestelyssämme on mukana pahviputkesta 
 askarreltu reikäkamera, suurennuslasi ja  
 kohteena puinen sarvikuono. Pidä suurennuslasia putken avoimella suulla ja suuntaa se ulos ikkunasta. Leivinpaperilla erottuu selvä ylösalaisin kääntynyt kuva. Jos kuvaa ei näy, ei putken ulottuvilla todennäköisesti ole mitään kohdetta sopivalla etäisyydellä. Meidän parinkymmenen sentin putkellamme näki tarkasti melko kauas. Lähikohteet olivat sumeita, mutta kun siirsimme suurennuslasia kauemmas putken suulta (suurennuslasin ja leivinpaperin etäisyys kasvoi), saimme tarkennettua lähelle. Emme kuitenkaan ihan kymmenen sentin päähän, kuten viereisestä kuvasta voisi luulla.

Kuva näkyi putkella terävänä, kun siirryimme noin puolentoista metrin päähän kohteesta ja säädimme tarkkuutta siirtelemällä linssiä eri etäisyyksille putken suusta. Ratkaisevaa siis on kohteen, linssin ja leivinpaperin etäisyys toisistaan. Kokeile!

Nisäkkäiden silmissä on säätyvä linssi ja aukko

kaavakuva ihmisen silmästäNisäkkäillä, kaloilla ja linnuilla silmän sarveiskalvo toimii valoa kokoavana linssinä. Sen takana on pupilli, mustalta pisteeltä näyttävä reikä silmän värillisen renkaan keskellä. Pupillin kautta valo pääsee silmän sisään. Se siis vastaa reikäkameraputken aukkoa. Pupillin koko säätyy valaistuksen mukaan. Kirkkaassa valossa se on pieni, ettei silmä häikäistyisi, ja hämärässä aukkoa ympäröivät lihakset venyttävät sen suuremmaksi.

Pupillin takana meillä on silmässä toinen linssi eli mykiö, joka hienosäätää näön tarkkuutta. Linnuilla ja nisäkkäillä sen ympärillä on linssin paksuutta eli sen vahvuutta sääteleviä lihaksia. Kauas katsottaessa linssiä ympäröivät lihakset ovat levossa. Linssi on ohut. Lähelle tarkennettaessa lihakset supistuvat, ja linssi paksunee. Kalojen silmä tarkentaa lähelle ja kauas linssiä likuttamalla, juuri niin kuin äsken kokeillessamme tarkentaa reikäkameralla eri etäisyyksille.

Silmän linssin kautta kulkevasta valosta muodostuu kuva silmän pohjan verkkokalvolle. Verkkokalvolla on valoherkkiä soluja. Niissä valoaistimus muuttuu sähköiseksi signaaliksi, joka välittyy aivoihin näköhermon kautta. Aivot tulkitsevat sähköisen viestin näköaistimukseksi - kuvaksi.

Lisää silmistä ja eläinten näön erikoisuuksista Hoksaan jutussa Ihmissilmiltä salattu

Lisää merieläimistä:

sivun alkuun Laboratorion juttujen luetteloon Hoksaa-lehden Hoksaa-lehden etusivulle