3.8 Waardoor wordt de gevoeligheid voor licht en kleur bepaald?

De fotoreceptoren bevatten het pigment rodopsine, een molecule die lichtdeeltjes of fotonen kan absorberen. Wanneer een lichtdeeltje invalt, verandert rodopsine van vorm en worden op die plaats de fotoreceptoren geactiveerd. De lichtprikkel wordt dan omgezet in een elektrisch signaal, dat door zenuwcellen naar de hersenen wordt geleid. Het rodopsine-pigment in de staafjes kan alle golflengtes of kleuren absorberen. Met staafjes kun je dus enkel grijstinten, maar geen kleuren waarnemen. Staafjes zijn heel lichtgevoelig, waardoor weinig licht al voldoende is om het pigment in de staafjes van vorm te doen veranderen. Het is dankzij de staafjes dat je in slecht verlichte ruimten toch nog kunt zien. Bij de mens worden drie soorten kegeltjes aangetroffen die elk gevoelig zijn voor een van de drie hoofdkleuren (rood, groen of blauw), en dus ook voor een bepaalde golflengte of frequentie. Kegeltjes worden geprikkeld bij hogere lichtintensiteiten dan staafjes. Kegeltjes zorgen overdag voor heldere en scherpe beelden. Niet alle gewervelde dieren beschikken over drie soorten kegeltjes, sommige hebben er vier. Bepaalde dieren hebben ook een kegeltje dat ultraviolet (uv-) licht kan opnemen. Daardoor kunnen ze ook uv-licht zien. Het extra uv-kegeltje wordt in de natuur op verschillende manieren aangewend. • Rijpe bessen weerkaatsen uv-licht. Dankzij dat extra type kegeltje kunnen vogels zien of ze al eetbaar zijn. • De urinesporen van sommige dieren weerkaatsen ultraviolet licht. Zo sporen sommige roofvogels hun prooi op. • Ook in het onderscheid tussen mannetjes en vrouwtjes spelen uvkleuren een rol, bijvoorbeeld bij het roodborstje, de pimpelmees en de ekster. Voor ons mensen zien beide seksen er hetzelfde uit. WEETJE

violet blauw- blauw- groen geel- oranjeviolet groen groen rood

blauw blauw groen rood geel oranje 535 nm 575 nm445 nm 400 450 500 550 600 650 700 rood golflengte (in nanometer) lichtgevoeligheid Afb. 51 Golflengten van zichtbaar licht Afb. 52 De urinesporen weerkaatsen uv-licht.©VAN IN tHema 01 HoofDstuk 3 81

Sommige lichtfrequenties kunnen meerdere kegeltjes activeren en de exacte combinatie van geactiveerde kegeltjes zorgt ervoor dat we nog andere kleuren kunnen waarnemen. Zo nemen we bijvoorbeeld geel of oranje waar als het rode en groene kegeltje tegelijkertijd zijn geactiveerd.

Bij sommige mensen werken niet alle kegeltjes even goed, waardoor ze kleuren afwijkend waarnemen: ze zijn kleurenblind. Bij de meest voorkomende vorm wordt het verschil tussen rood en groen niet of niet goed waargenomen.

Rodopsine moet altijd eerst terug zijn oorspronkelijke vorm aannemen om een volgende lichtfoton te absorberen. Dat kost tijd en energie, waardoor het ook een tijdje duurt vooraleer het beeld van ons netvlies verdwijnt. Dat merk je als je dertig seconden naar een rode rechthoek kijkt op een zwarte achtergrond en daarna naar een witte achtergrond. Je ziet dan een rechthoek in de complementaire kleur: lichtblauw. Dat komt omdat de kegeltjes die de rode kleur opvangen, vermoeid zijn geraakt en tijdelijk niet meer geprikkeld kunnen worden. Als wit licht (dat een combinatie is van alle zichtbare kleuren) het oog binnenvalt, worden alle kegeltjes behalve de vermoeide, geprikkeld. Je ziet daardoor geen wit, maar enkel alle samenstellende kleuren behalve rood, dus lichtblauw. Dat noemt men een ‘spookbeeld’.

WEETJE ©VAN IN

Hoe nemen we de natuur waar?

1 Formuleer in je eigen woorden hoe het komt dat niet alle dieren de natuur op dezelfde manier waarnemen.

2 Wat kun je dan besluiten over de eigenschap ‘kleur’ van een voorwerp?

Staafjes vereisen weinig licht, omdat ze al bij lage lichtintensiteiten geprikkeld worden. Ze zijn dus erg gevoelig. Staafjes maken geen onderscheid tussen verschillende kleuren en worden vooral gebruikt om bij weinig licht nog te kunnen zien. Omdat de staafjes vooral aan de rand van het netvlies liggen, kun je daar dus enkel grijstinten waarnemen. Kegeltjes dienen voor kleurenzicht. Verschillende kleuren kunnen we zien doordat een of meerdere soorten kegeltjes geprikkeld worden en die kleuren gecombineerd worden. Kegeltjes vereisen een hogere lichtintensiteit om geprikkeld te kunnen worden. Ze zijn dus minder gevoelig dan staafjes. Beide soorten fotoreceptoren, de staafjes en de kegeltjes, vangen licht op. Dat kan dankzij het pigment rodopsine dat ze bevatten. Als dat pigment een lichtdeeltje absorbeert, verandert het van vorm. Die vormverandering zorgt ervoor dat lichtprikkels omgezet worden in elektrische signalen. Die signalen worden via de oogzenuw door het zenuwstelsel naar de hersenen geleid. Kleurenblindheid wordt veroorzaakt doordat niet alle kegeltjes even goed werken. Kleuren worden daardoor afwijkend waargenomen. ` Maak oefening 34 en 35 op p. 117. Wil je meer te weten komen over fotoreceptoren bij andere organismen? Ontdek dan het extra materiaal via de QR-code. WEETJE FOTO- RECEPTOREN ©VAN IN