איך רואים צבעים?

היכולת שלנו לתפוס את העולם בצבעים מעשירה ללא ספק את הדרך שאנו חווים בה את המציאות, אבל הצבעים שאנו רואים אינם אלא פרשנות של מערכת הראייה והמוח שלנו לאור שמופיע באורכי גל שונים. למעשה, לא כל בעלי החיים רואים את העולם בצבעים, ולעומת זאת יש בעלי חיים שרואים הרבה יותר צבעים מאתנו. מה מאפשר לנו ולבעלי חיים אחרים לראות צבעים – ואיך קשורה לכך הטלוויזיה הצבעונית? 

>> כבר עשיתם לנו לייק בפייסבוק?

אור הוא סוג של קרינה אלקטרומגנטית. העין האנושית מסוגלת להבחין באור באורך גל שנע בין 400 ננומטר (מיליונית המילימטר, או מיליארדית המטר), שאותו אנחנו רואים כסגול, ועד ל-700 ננומטר (אדום), ולכן התחום של 700-400 ננומטר נקרא האור הנראה. יצורים אחרים מסוגלים לקלוט אורכי גל קטנים מ-400 (על-סגול) וגדולים מ-700 ננומטר (תת-אדום). מכיוון שמדובר בגל אלקטרומגנטי, לאור השמש יש אנרגיה שיכולה להתגלגל לצורות אחרות: למשל לאנרגיית חום, אנרגיה חשמלית, או אנרגיה כימית (תהליך הפוטוסינתזה שעושים צמחים).

ראייה היא היכולת לקלוט בעין אור שמוחזר מעצמים ולתרגם את תכונותיו הפיזיקליות – אורך הגל, המשרעת, התדר וכדומה – לתכונות כמו צבע, בהירות וניגוד צבעים. יחד יוצרות התכונות הללו במוחנו תמונה של העצם שהחזיר לעין שלנו את האור שהגיע אליו. צבע, כאמור, היא אחת התכונות החשובות והיא בעצם האופן שבו אורך הגל של האור מתבטא בתפיסה החושית שלנו.

מה שמאפשר לנו לראות צבעים הוא קיומם של שלושה סוגים של תאים קולטי אור ברשתית העין שנקראים מדוכים. הם רגישים לאור בשלושה תחומים שונים של אורכי גל, שמקבילים לאדום, כחול וירוק. הצירופים התאים האלה חשים באור באורך גל מסוים, והופכים את המידע לאות חשמלי. המוח משקלל את האותות המגיעים משלושת סוגי המדוכים, וזה מה שמאפשר לנו לראות מגוון רחב של צבעים – כעשרה מיליון גוונים שונים. אדם שיש לו פגם במדוכים יהיה עיוור צבעים ולא יוכל להבחין בין אדום לירוק או לא יראה צבעים בכלל, בהתאם לסוג הפגיעה.

נוסף על המדוכים יש ברשתית תאים קולטי אור בשם קנים, שאינם רגישים לצבע אך קולטים עוצמות אור נמוכות ומשמשים אותנו לראייה בחשכה. לכן איננו רואים צבעים בחושך.

עוד ב-mako בריאות:
>> מה אתם באמת יודעים על פטמות?
>> לא רק ביצה: 7 מאכלים עם יותר חלבון ממה שחשבתם
>> כבר שטפתם ידיים? תתרחקו ממייבש הידיים הזה 

עולם של צבעים

בעלי חיים מעטים, בהם רוב היונקים הימיים, מתאפיינים בראייה מונוכרומטית, כלומר יש להם קולטן מסוג אחד בלבד שרואה שחור ולבן ואת כל הצירופים היחסיים שלהם שנקלטים כגוונים שונים של אפור. למעשה לא מדובר בצבעים אלא בנוכחות אור או היעדרו.

הראייה של רוב היונקים שאינם פרימטים, כלומר שאינם בני אדם וקופים, היא דיכרומטית, עם שני קולטני צבע. בקצה העליון של המורכבות בראיית הצבע נמצאים זוחלים, ציפורים וחרקים, שלהם יש ארבעה קולטני צבע ואפילו חמישה. יונים וסוגים מסוימים של פרפרים מסוגלים לראות עד עשרה מיליארד צבעים שונים – פי אלף מהאדם.

הפעלה זהה של כל שלושת הקולטנים בעין האדם תתפרש במוחנו כצבע לבן, ואם אף לא אחד פועל המשמעות היא שאין אור, ולכן נראה צבע שחור. אולם אין צורך ביותר מסוג אחד של קולטן אחד לראייה בשחור-לבן.

בעל החיים עם ראיית הצבע המשוכללת ביותר הוא סרטן בשם חסילון המנטיס, או "חסילון גמל שלמה". הוא נקרא כך משום שצורתו נראית כהכלאה בין חסילון לגמל שלמה, אם כי אינו שייך לסדרת החסילונים וכמובן אינו קרוב של גמל השלמה. לכמה מהמינים שלו יש 16 קולטני אור, 12 מהם מזהים אור באורכי גל שונים וארבעה מהם רגישים לאור על-סגול.

חסילון המנטיס מסוגל לזהות גם אור מקוטב, שבני אדם יכולים לראות רק באמצעות עזרים כמו מסנן מקטב במצלמה. יש לו גם מסננים צבעוניים שמקטינים את כמות האור שמגיעה לצבעני הראייה, בדומה למשקפי שמש. צבע המסננים משתנה בין הזנים השונים ועשוי לכלול את הצבעים סגול, כחול, אדום, כתום וצהוב.

מעניין לציין שהראייה המשוכללת ביותר מופיעה אצל המינים בעלי הגוף הצבעוני ביותר, ונראה שהיא נועדה לאפשר לנקבות לקלוט את צבעיו הססגוניים של הזכר בתקופת החיזור. מעבר לראיית הצבע גם ראיית העומק של המנטיס משוכללת: לכל עין יש תפיסת עומק משלה, בעוד שבעלי חיים אחרים זקוקים לשתי עיניים לצורך תפיסת עומק. 

הטלוויזיה הצבעונית מתבססת על מערכת הראייה האנושית, משום שיש בה התקן שפולט קרני אור בשלושת הצבעים שאנו רגישים להם: אדום, כחול וירוק (שיטת RGB: Red, Green, Blue). אילו היה אדם בעל מדוך שרגיש לאורך גל נוסף מלבד אדום, כחול וירוק, סביר להניח שהוא היה רואה טלוויזיה צבעונית כפי שאדם רגיל רואה אותה, כי המדוך הנוסף לא יעניק לו יתרון, אבל יתפוס גירויים בסביבה בצורה "צבעונית" יותר, כיוון שהם פולטים אור בספקטרום רחב ולא רק בשלושה צבעים כמו בטלוויזיה.

והנה המבחן הכי טוב שיעזור לכם לגלות אם אתם עיוורי צבעים

>> תרמו למדע וענו על סקר קצר

* ד"ר עידו מגן הוא פוסט דוקטורנט במכון ויצמן למדע

>> גשר בשיניים: למה השיניים חוזרות להיות עקומות?