為什麼人眼選擇了390nm~700nm作為自己的感光範圍?
01-06
我發現,所謂可見光實質上是一種主觀概念。假如人眼選擇了100nm~900nm都可以感光,人類自然可以看到更絢麗的色彩。太陽既然能夠發出幾乎是全頻段的光,那麼選擇不同波段作為可見光對視覺來說似乎並無本質區別。
問題來了:對人類來說,390nm~700nm的這個波長段究竟有什麼不同呢,在進化過程中有什麼優勢?為什麼生物並未選擇其他波段作為自己的可見光?
這是源自於生物的適應性進化
因為在這個波段可以接受更多的光線,而光線是最重要最迅捷的信息來源之一,如果一個物種(動物)在地表連可見光都看不見,那麼這個物種一般活的很不好,至少在白天活得不開心。
太陽光譜
太陽光譜為何是這樣的,黑體輻射給出了解釋
太陽表面的溫度是5800開爾文
恆星類型
如果有一顆孕育生命的行星圍繞著一顆紅矮星運轉,那麼上面的生物如果進化出類似眼睛的感光器官,它們將能看到紅外或者遠紅外波段的光線。
如果有一顆孕育生命的行星圍繞著一顆藍巨星運轉,那麼上面的生物如果進化出類似眼睛的感光器官,它們將能看到紫外波段的光線。
當然上面兩種情況發生的可能性都微乎其微,因為只有近似太陽質量的恆星才是最穩定的,生命的孕育需要一個穩定的環境。藍巨星壽命太短,不等行星孕育出生命,就走向極其殘暴的死亡時刻。紅矮星的宜居帶太窄,而且宜居帶離紅矮星太近,適宜溫度區域的行星很有可能被潮汐鎖定,導致行星表面環境極其惡劣。
電磁波
因為……太陽光在這個波段範圍內的能量最強啊
黃色:大氣層頂的太陽輻射
黑線:5250℃的黑體輻射
紅色:海平面接收到的太陽輻射
http://www.zhihu.com/question/37247430
自然選擇的結果。波長太長的光,要感受到它們,就需要靈敏的結構,從基因到蛋白質,生物就要在這方面投入多餘的營養和能量,還不如只感受波長較短的光線,無需過於靈敏臃腫的結構,省下來的營養和能量,可以有更好的用途——比如繁殖。另外,過低波長的光線,對生物分子和細胞是有害的,比如紫外線,感受這類光線的結構也不容易進化出來——說不定進化到一半,又被滅掉了。所以經過長期的自然選擇,太陽光里最豐富的某些波長的光線,既易於感覺,又不損傷細胞,就被選擇成為了可見光。
因為太陽光的能量主要集中在綠色頻段,包括太陽能電池板也一般針對的是綠色頻段光。草木葉子是綠色的是為了避免吸入太多的綠光而把自己烤乾。。。這麼看來唐馬儒覺得太陽是綠的好像也沒什麼問題。。。。
關於這種適應性的進化,別的答案已經詳細說明了。但是不得不提的一點是,其它的脊椎動物可以看見330nm的短波。而哺乳動物在漫長而壓抑的侏羅紀和白堊紀里(由於主要生態位被恐龍佔據,哺乳動物只能以夜行為主),在不幸失去了四色視覺的同時,兩種視錐細胞的感光的峰值波長向內偏移,導致我們的可見波段也隨之變窄。
自然選擇啊,說明這個頻段足夠人生存了
不是我們選擇的這一段頻率,而是有認為我們選擇的,而且松果體可以適合更寬闊的頻率,但很少有人能夠開天眼。
猜一下,一個是便於分辨各種食物和危險物,二是可以感知日夜節律而且太陽能量最集中的就是在藍紫色波段;另一方面,由於人腦處理信息能力有限,波段太寬會增加很多無用噪音,對大腦是負擔
進化的結果。
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