ความสามารถในการมองเห็นของปลา

By -

การรับภาพ(vision)
ส่วนใหญ่ปลามักจะหากินในบริเวณที่มีแสง ที่ดำรงชีพอยู่ในที่มืดมิดมีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น ฝุ่นละอองต่างๆ จะทำให้แสงที่ผ่านลงมาในน้ำกระจายไปได้ ในตอนกลางวันตาของปลาบางชนิด สามารถมองเห็นภาพได้ไกลถึง 1,100 เมตร ส่วนในตอนกลางคืนจะเห็นได้ไกล 600 เมตร ในมหาสมุทรที่มีความลึกประมาณ 4,000 เมตร หรืออาจถึง 10,000 เมตรในบริเวณที่เป็นหุบเหว ปลาน้ำลึกบางชนิดสามารถสร้างสารเรืองแสงขึ้นเอง หรือสร้างจากแบคทีเรียภายในตัวได้ ในถ้ำเกือบไม่มีความจำเป็นในการรับภาพเลย ดังนั้น ตาของปลาถ้ำส่วนใหญ่ ประมาณ 40 ชนิดจึงบอด และน้ำก็มีคุณสมบัติในการดูดซับแสงสีที่แตกต่างกัน แสงที่มีความยาวคลื่นประมาณ 500-530 นาโนมิเตอร์ แสงก็จะผ่านลงไปได้ดีที่สุด ถ้าเป็นบริเวณชายฝั่งก็ประมาณ 470-480 นาโนมิเตอร์ ในทะเลลึกประมาณ 550-560 นาโนมิเตอร์ ในน้ำจืดได้แก่ คลื่นแสงแลมดา ตาของปลากับสัตว์บกจะแตกต่างกันมาก ปลาจะรับภาพได้ในขอบเขตเมื่อขึ้นมาใกล้ผิวน้ำ เพราะมันไม่มีคอที่จะหันเหให้ตารับภาพได้ดี ขอบข่ายการรับภาพของปลาจะเป็นแนวสามเหลี่ยม ทำมุมประมาณ 98 องศา เรียกว่า หน้าต่างของสเนลล์(Snell’s window) คือ บริเวณผิวทะเลจะรับภาพได้มากและกว้างที่สุด และในระดับที่ปลาอยู่ก็จะแคบลงมา ปลาเสือพ่นน้ำที่หากินอยู่ตามผิวน้ำจะไม่สามารถมองเห็นภาพได้เมื่อมีแสงสะท้อน และแสงที่สะท้อนจะช่วยป้องกันศัตรูของปลาที่อยู่ในอากาศได้ แม้แฮกฟิชจะมีตาที่เล็กฝังอยู่ใต้ผิวหนัง แต่ตาของแลมเพรย์และปลากระดูกแข็งอื่นๆ กับสัตว์มีกระดูกสันหลังทั่วไป จะมีรูปแบบเดียวกัน

ส่วนประกอบของตา
ส่วนประกอบของตาคือ กระจกตา ม่านตา แก้วตาหรือเลนส์ตา เรตินา(ที่มีเซลล์รูปแท่งและรูปกรวย) กระบอกตา ของเหลวภายในตา และกล้ามเนื้อตา 6 มัด ฯลฯ

แสงจะถูกโฟกัสบนเรตินาเมื่อผ่านเข้ามาในตา โดยเซลล์รูปแท่งและรูปกรวยที่ไวต่อแสง เซลล์ประสาทที่โปร่งแสงและยอมให้แสงผ่านมีอยู่มากมายในลูกตา ก่อนที่แสงจะมาถึงเรตินา ในกระจกตาจะมีค่าดัชนีการหักเหของแสงอยู่เท่ากับในน้ำ ไม่จำเป็นต้องมีการหักเหของแสงก่อนที่จะผ่านเลนส์เข้าไปในตาเพื่อทำให้เกิดภาพ ดังนั้น ปลาจะมีแก้วตาบางกว่าสัตว์บก ที่ลึกลงไปจากกระจกตาก็จะเป็นม่านตา จะคอยควบคุมปริมาณแสงที่ผ่านเข้าในตา โดยจะทำให้รูม่านตาลดหรือขยาย รูม่านตาจะปรับเปลี่ยนรูปร่างได้ดีในพวกปลากระดูกอ่อน แต่จะทำเช่นนี้ไม่ได้ในพวกปลากระดูกแข็ง

ปลากระดูกอ่อนจะมีเลนส์ตาที่แบน แต่ปลาปากกลมและปลากระดูกแข็งเลนส์ตาจะมีลักษณะค่อนข้างกลม ทำหน้าที่ปรับแสงให้ตกบนเรตินา ปลามีเลนส์ตาที่สามารถดึงภาพให้เข้ามาใกล้หรือให้ห่างออกไปจากเรตินาเพื่อปรับภาพที่อยู่ในระยะใกล้-ไกลได้ ส่วนในสัตว์บกก็จะเปลี่ยนความโค้งของเลนส์เพื่อปรับภาพ

เปลือกตาที่แข็งแรง จะเป็นชั้นนอกสุดของตา มีหน้าที่ในการปกป้องลูกตา ปลาปากกลมมีเปลือกตาที่ประกอบไปด้วยไฟเบอร์ ปลากระดูกอ่อนเปลือกตาของมันจะมีแผ่นกระดูกอ่อนห่อหุ้มอยู่ ปลากระดูกแข็งเปลือกตาของมันจะมีกระดูกสเคลอรา(sclerotic bones)ปกป้องอยู่ ซึ่งในปลาวงศ์ Scrombridae เช่น ปลาทูน่าและปลาหลังเขียว และวงศ์ปลากะโทงแทง(Xiphiidae) จะมีการเจริญที่ดี

โครอยด์(choroid) เป็นบริเวณที่อยู่ระหว่างเปลือกตากับเรตินา ซึ่งมีเส้นเลือดมาหล่อเลี้ยงอยู่มากมาย พวกปลากระดูกอ่อน ปลากระดูกแข็งบางชนิด แรทฟิช และซีลาแคนธ์ จะมี ทาพีตัมลูซิดัม(tapetum lucidum) ที่มีลักษณะเป็นโครงสร้างที่มีผลึกกวานีนประกอบอยู่ ทำหน้าที่ในการสะท้อนแสงเพื่อให้แสงกระจายมากขึ้นเมื่อมีการรับภาพในที่มืด ปลาฉลามและปลาที่หากินตอนกลางคืน ทาพีตัมจะช่วยให้ตาของมันมีความวาวและสะท้อนแสง

การรับแสงบนเรตินาจากด้านนอกเข้าไปด้านใน มีอยู่ 5 ชั้นดังนี้

1. เยื่อบุที่มีสารสี(pigment epithelium) จะประกอบด้วยเมลานินสีดำ และสีเงินอาร์เจนทีน

2. ชั้นที่มีรีเซพเตอร์รับแสง(photoreceptor layer) มีเซลล์รูปแทงและรูปกรวยประกอบอยู่

3. ชั้นไบโพลา(bipolar layer) เซลล์ที่มีซินแนพส์ กับเซลล์รีเซพเตอร์จะประกอบอยู่ในชั้นนี้

4. ชั้นปมประสาท(ganglion layer) มีเซลล์ที่ซินแนพส์กับเซลล์ไบโพลาประกอบอยู่

5. ชั้นไฟเบอร์ประสาท(nerve fiber layer) เซลล์ที่ซินแนพส์กับปมประสาทจะประกอบอยู่ และส่งสัญญาณไปยังสมอง

เมื่อแสงผ่านเข้ามาในตา ก็จะผ่านเข้ามาทางรูม่านตา→เลนส์ตา→เส้นประสาท→ชั้นไบโพลา→ชั้นปมประสาท และถูกดูดซับโดย→รีเซพเตอร์รับแสง

เนื้อเยื่อเรตินาจะต้องการออกซิเจนสูงมาก การรวบรวมและสะสมออกซิเจนในปลาการ์ โบว์ฟิน และปลากระดูกแข็งส่วนมาก จะมีต่อมโครอยด์(choroid gland)ทำหน้าที่นี้อยู่ รูปร่างที่คล้ายตัวยูของต่อมนี้จะล้อมรอบเส้นประสาทคู่ที่สองเอาไว้ ต่อมนี้มีเส้นเลือดจากรีท มิราไบล์ มาหล่อเลี้ยงอยู่มากมาย คล้ายกับที่ถุงลมส่งออกซิเจนให้ เส้นเลือดที่มาจาก ซูโดบรานซ์ ซึ่งเป็นอวัยวะที่มีลักษณะคล้ายเหงือกอยู่ด้านใต้แผ่นปิดเหงือก ก็มีออกซิเจนให้กับต่อโครอยด์ด้วย เรตินาของปลาเทราต์จะขาดออกซิเจนและสูญเสียสารสีที่เกี่ยวข้องกับการรับภาพอย่างรวดเร็วเมื่อตัดเอาซูโดบรานช์ออกไป เซลล์ที่ประกอบอยู่ในเรตินามีอยู่ 2 ชนิด คือ เซลล์รูปแท่งและรูปกรวย ความไวต่อการรับแสงจะน้อยในเซลล์รูปแท่ง ปลาที่มีเซลล์รูปแท่งมากกว่าเซลล์รูปกรวยมักเป็นปลาที่ออกหากินตอนเช้ามืดกับตอนหัวค่ำ แต่จะมีเฉพาะเซลล์รูปแท่งเท่านั้นในปลาทะเลลึกที่ออกหากินตอนกลางคืน ส่วนหน้าที่ของเซลล์รูปกรวย คือรับแสงในบริเวณที่มีแสงสว่างมาก โดยเซลล์กรวยในเรตินาจะได้รับการปกป้องอันตรายจากเมลานินในชั้นเยื่อบุ เรตินาของแลมเพรย์ แยกได้ไม่ชัดว่าเป็นเซลล์รูปแท่งหรือรูปกรวย ปลาที่ไม่มีเรตินาคือแฮกฟิช เซลล์รูปกรวยที่อยู่ด้วยกันเป็นคู่จะมีอยู่ในปลาหลายชนิด แต่เซลล์รูปกรวยในปลาเทราต์สีน้ำตาล จะมีอยู่เป็นชุดๆ ละ 3 เซลล์ ส่วนเซลล์รูปกรวยในพวกปลาซิว จะมีอยู่เป็นชุดๆ ละ 4 เซลล์

สารสีที่เกี่ยวข้องกับการรับภาพ(visual pigment)
การรับภาพมีสารสีที่เกี่ยวข้องอยู่หลายชนิด คือ

1. ออพซิน เป็นโปรตีนที่เชื่อมต่อกับอัลดีไฮด์ในวิตามินเอ
2. วิตามินเอ 1 หรือโรดอพซินส์(rhodopsins)
3. วิตามินเอ 2 หรือพอร์ไฟรอพซินส์(porphyropsins)

ส่วนนอกของเซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวยจะพบสารสีเหล่านี้อยู่ ซึ่งจะมีความไวต่อแสง และเมื่อโดนแสงก็จะแตกตัว แต่ก็จะมีการผลิตขึ้นมาใหม่อีก การเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารสีเหล่านี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของปลา ระยะเวลา สถานที่ และฤดูกาล

การรับภาพสี(color vision)
ปลากระดูกแข็งบางชนิดสามารถรับภาพสีได้ หน้าที่ในการรับภาพก็เข้าใจว่าจะเป็นเซลล์รูปกรวย นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเครื่องมือพิเศษ ที่เรียกว่า ไมโครสเปคโตรโฟโตมิเตอร์(microspectrophotometer) เพื่อทำการศึกษาเรื่องการรับภาพสีของปลา โดยจำแนกลักษณะการแยกสีของเซลล์รูปกรวยแต่ละแบบในปลาต่างๆ เซลล์รูปกรวยมีอยู่ 4 แบบ คือ สีแดง สีเขียว สีน้ำเงิน และอุลตราไวโอเล็ต

เซลล์กรวยสีแดง(red cone) เซลล์นี้จะดูดแสงสีแดงที่มีช่วงความยาวคลื่นแสงประมาณ 600 นาโนเมตร

เซลล์กรวยสีเขียว ทำหน้าที่ดูดแสงสีเขียวที่มีช่วงความยาวคลื่นแสงประมาณ 530 นาโนเมตร

เซลล์กรวยสีน้ำเงิน ทำหน้าที่ดูดแสงสีน้ำเงินที่มีช่วงความยาวคลื่นแสงประมาณ 460 นาโนเมตร

เซลล์กรวยอุลตราไวโอเล็ต ทำหน้าที่ดูดแสงยูวี ที่มีช่วงความยาวคลื่นแสงประมาณ 350 นาโนเมตร ปลาจึงสามารถมองเห็นแสงยูวีได้

เซลล์รูปกรวยในปลาแต่ละชนิดจะแตกต่างกัน เซลล์กรวยในปลาบางชนิดมีอยู่ 3 แบบ บางชนิดก็มีอยู่ 4 แบบ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับระดับความลึก และปริมาณแสงที่มันอาศัยอยู่ และอาจมีเซลล์รูปกรวยอยู่เพียง 2 แบบเท่านั้นในปลาทะเลที่อยู่ในระดับกลางน้ำ และปลาน้ำลึกในน้ำจืด คือแบบที่สามารถผ่านลงไปในน้ำได้ดีที่สุดจะเป็นสีน้ำเงินและสีเขียว นอกจากปลาจะมีสายตาดี สามารถรับภาพได้กว้างไกลแล้ว ปลาหลายชนิดก็ยังสามารถตรวจสอบแสงไฟฟ้าที่มีประจุได้ เช่นพวกวงศ์ปลาแมว วงศ์ตะเพียน วงศ์แซลมอน วงศ์ปลานิล จึงทำให้การจำแนกวัตถุใต้น้ำของปลาเหล่านี้ได้เปรียบกว่าปลาพวกอื่นๆ โดยรู้ว่าภาพข้างหน้านั้นเป็นเหยื่อ ศัตรู หรือเนื้อคู่ และในการอพยพก็สามารถควบคุมทิศทางได้ดีด้วย

พอจะสันนิษฐานได้ว่า ปลาที่มีสีสันสวยงามอยู่ในดงปะการัง น่าจะมีการรับภาพได้ดี เพื่อดึงดูดเหยื่อ คู่ หรือล่อพรางตาให้เหยื่อเกิดความสับสน ในปลาหลายชนิด จะมีเซลล์รูปกรวยขนาดเล็กแยกอยู่เป็นเซลล์เดี่ยว และสามารถรับแสงยูวีได้ แต่ยังไม่ทราบถึงประโยชน์ของการมองเห็นแสงยูวีของมัน เช่นในปลาวงศ์ตะเพียน วงศ์ปลาเทราต์ ปลาสี่ตา

ตาที่ยาวเป็นท่อ(tubular eyes)
ปลาที่มีระบบการรับภาพที่พิเศษกว่าปลาอื่นๆ มักจะหากินในแหล่งน้ำที่พิเศษกว่าปกติได้ดี เช่น ปลาแฮทเชท วงศ์ Sternoptychidae, ปลาไจแกนทูริดส์ Giganturidae, ปลาตาไข่มุก(pearl eyes) วงศ์ Scopelarchidae, และปลาบาเรลอาย(barreleyes) Ophisthoproctidae ตาของมันจะมีลักษณะเป็นท่อ มีเรตินาที่หนา เลนส์ตาใหญ่ สามารถรับภาพได้ดีคล้ายกล้องส่องทางไกล เพื่อมองหาเหยื่อที่อยู่ด้านบนก้านตาของมันก็จะสามารถยกขึ้นได้ แต่ตาที่มีท่อยาวก็ทำให้แสงไม่สามารถมาตกที่เรตินาได้โดยตรง การโฟกัสภาพทำได้ไม่ดีพอ จึงมีการพัฒนาเรตินาของตาสมทบในปลาสกุล Dolichopteryx เพื่อให้มีการรับแสงเข้ามาทางด้านข้างตาแล้วสะท้อนไปที่เรตินา

การรับภาพในอากาศ(aerial vision)
การดำรงชีพของปลาสี่ตา จะได้เปรียบกว่าปลาอื่นๆ โดยมันจะโผล่ส่วนตาซีกบนขึ้นเหนือน้ำขณะที่ว่ายไปในน้ำ และสอดส่ายหาเหยื่อใต้น้ำด้วยตาส่วนล่าง ระบบการรับภาพของปลาชนิดนี้สามารถแบ่งออกเป็น 2 ภาค คือ ใต้น้ำ และในอากาศ โดยมีรูม่านตาสำหรับแยกรับภาพ 2 รู ส่วนที่รับภาพจากอากาศเหนือน้ำจะเป็นรูบน และรับภาพในน้ำด้วยรูม่านตาล่าง ลักษณะของเลนส์ตาจะเป็นรูปไข่ หนา เรตินาจะแยกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนบนและส่วนล่าง แสงจากด้านบนก็จะเข้ามาทางรูม่านตาบน ผ่านเลนส์มาตามแกนที่สั้นกว่าและตกกระทบที่เรตินาทางด้านล่าง แสงที่เข้ามาที่รูม่านตาด้านล่างก็จะเป็นแสงใต้น้ำ โดยผ่านเลนส์ตาที่ยาวเข้ามา และไปตกกระทบที่เรตินาด้านบน ปลาจุมพรวดหรือปลาตีน Periophihalmus มีก้านตาที่ยาว กระจกตาโค้ง เลนส์ตาค่อนข้างแบน ทำให้มันสามารถรับภาพได้ดีในอากาศ ซึ่งเหมาะกับการดำรงชีพบนหาดเลนตามชายฝั่งทะเลทั่วไป การมีกระจกตาแบนของปลานกกระจอก และปลาที่หากินตามผิวหน้าน้ำ จะทำให้ลดการหักเหของแสงจึงสามารถรับภาพในอากาศได้ดี

ต่อมไพเนียล(the pineal body)
เป็นอวัยวะที่ไวต่อแสงอีกชนิดหนึ่ง มีลักษณะเป็นพูเล็กๆ อยู่ที่สมองส่วนหน้า ในปลาเทราต์ ต่อมไพเนียลจะไวต่อแสง โดยเฉพาะแสงที่มีความยาวคลื่น 500 นาโนเมตร การรับภาพน่าจะเกิดจากเซลล์รูปแท่ง การสร้างฮอร์ดมนเมลาโทนินก็เป็นหน้าที่ของต่อมนี้ด้วย ปลาจึงมีสีผิวเข้มขึ้นจากที่สารสีเมลานินมีการกระจายตัวบริเวณพื้นผิวเซลล์ แต่ในมนุษย์ฮอร์โมนเมลาโทนินจะควบคุมบทบาทการนอน จะทำให้เกิดอาการหลงเวลาที่เรียกว่า เจ็ทแลก(jet lag) ขึ้น เมื่อมีการหลั่งเมลาโทนินผิดเวลา

ที่มา: จากหนังสือเรื่อง มีนวิทยา
เรียบเรียงโดย: สุภาพร สุกสีเหลือง
ภาควิชาชีววิทยา
มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ