Oog (anatomie)

Het oog is een rond orgaan dat licht waarneemt zodat organismen kunnen zien. Het is het eerste deel van het visuele systeem. Ongeveer 97 procent van de dieren heeft ogen. Beeldoplossende ogen komen voor bij cnidaria, weekdieren, gewervelde dieren, anneliden en geleedpotigen.

Bij zoogdieren zorgen twee soorten cellen, staafjes en kegeltjes, voor het gezichtsvermogen door signalen via de oogzenuw naar de hersenen te zenden.

Sommige dieren kunnen licht zien dat mensen niet kunnen zien. Zij kunnen ultraviolet of infrarood licht zien.

De lens op het voorste deel van het oog werkt als een cameralens. Hij kan door spieren in het oog platter worden getrokken, of ronder worden. Naarmate sommige mensen ouder worden, zijn ze minder goed in staat om dit perfect te doen. Veel mensen worden geboren met andere kleine problemen of krijgen die op latere leeftijd, en zij kunnen een bril (of contactlenzen) nodig hebben om het probleem te verhelpen.




Menselijk oog versierd met cosmetica
Menselijk oog versierd met cosmetica

Licht uit één enkel punt van een veraf voorwerp en licht uit één enkel punt van een dichtbij voorwerp dat naar een brandpunt wordt gebracht
Licht uit één enkel punt van een veraf voorwerp en licht uit één enkel punt van een dichtbij voorwerp dat naar een brandpunt wordt gebracht

Het oog van een havik
Het oog van een havik

Soorten ogen

Vandaag de dag zijn er tien verschillende soorten ogen bekend. De meeste manieren om een beeld vast te leggen zijn minstens één keer geëvolueerd.

Eén manier om ogen te categoriseren is te kijken naar het aantal "kamers". Eenvoudige ogen bestaan uit slechts één holle kamer, eventueel met een lens. Samengestelde ogen hebben veel van dergelijke kamers met hun lenzen op een convex oppervlak.

Ogen kunnen ook worden gegroepeerd naar de wijze waarop de fotoreceptor is gemaakt. Fotoreceptoren zijn ofwel gecilateerd, ofwel rhabdomisch. en sommige anneliden bezitten beide.

Simpele ogen

Pit ogen

Pitogen zitten in een holte in de huid. Dit verkleint de hoek waaronder het licht kan binnenvallen. Zo kan het organisme zeggen waar het licht vandaan komt.

Zulke ogen komen voor in ongeveer 85% van de fyla. Ze zijn waarschijnlijk ontstaan vóór de ontwikkeling van complexere ogen. Pitogen zijn klein. Ze bestaan uit maximaal een honderdtal cellen, die ongeveer 100 µm bestrijken. De richtinggevoeligheid kan worden verbeterd door de grootte van de opening te verkleinen, en door een reflecterende laag achter de receptorcellen aan te brengen.

Pinhole oog

Het pinhole oog is een geavanceerde vorm van een pit eye. Het heeft verschillende onderdelen, met name een kleine opening en een diepe put. Soms kan de opening worden veranderd. Het wordt alleen gevonden bij de Nautilus. Zonder lens om het beeld scherp te stellen, produceert het een wazig beeld. Bijgevolg kunnen nautilussen geen onderscheid maken tussen voorwerpen met een afstand van minder dan 11°. Het verkleinen van het diafragma zou een scherper beeld opleveren, maar minder licht binnenlaten.

Sferische ooglens

De resolutie van pitogen kan sterk verbeterd worden door een materiaal toe te voegen om een lens te maken. Hierdoor wordt de straal van de onscherpte kleiner, en de resolutie die kan worden bereikt groter. De meest elementaire vorm is nog te zien bij sommige gastropoda en anneliden. Deze ogen hebben een lens met één brekingsindex. Het is mogelijk een beter beeld te krijgen met materialen die een hoge brekingsindex hebben, die naar de randen toe afneemt. Hierdoor wordt de brandpuntsafstand kleiner en kan zich een scherp beeld vormen op het netvlies.

Dit oog creëert een beeld dat scherp genoeg is dat beweging van het oog een aanzienlijke onscherpte kan veroorzaken. Om het effect van de beweging van het oog tijdens de beweging van het dier te minimaliseren, hebben de meeste van dergelijke ogen stabiliserende oogspieren.

De ocellen van insecten hebben een eenvoudige lens, maar hun brandpunt ligt altijd achter het netvlies. Ze kunnen nooit een scherp beeld vormen. Dit beperkt de functie van het oog. Ocelli (pitvormige ogen van geleedpotigen) vertroebelen het beeld over het hele netvlies. Zij zijn zeer goed in staat te reageren op snelle veranderingen in lichtintensiteit over het gehele gezichtsveld - deze snelle reactie wordt nog versneld door de grote zenuwbundels die de informatie naar de hersenen sturen. Door het beeld scherp te stellen, wordt het beeld van de zon ook op enkele receptoren gericht. Deze zouden door het intense licht kunnen worden beschadigd; door de receptoren af te schermen zou een deel van het licht worden tegengehouden en hun gevoeligheid worden verminderd.

Deze snelle reactie heeft geleid tot suggesties dat de ocellen van insecten vooral tijdens de vlucht worden gebruikt, omdat ze kunnen worden gebruikt om plotselinge veranderingen in de richting omhoog te detecteren (omdat licht, vooral UV-licht dat door vegetatie wordt geabsorbeerd, meestal van boven komt).

Refractief hoornvlies

De ogen van de meeste gewervelde landdieren (en ook die van sommige spinnen en insectenlarven) bevatten een vloeistof die een hogere brekingsindex heeft dan de lucht. Het hoornvlies is scherp gebogen en breekt het licht in de richting van het brandpunt. De lens hoeft niet alle breking te doen. Hierdoor kan de lens de focus gemakkelijker aanpassen, voor een veel hogere resolutie.

Reflector ogen

In plaats van een lens te gebruiken is het ook mogelijk cellen in het oog te hebben die als spiegels werken. Het beeld kan dan worden weerkaatst om op een centraal punt scherp te stellen. Dit ontwerp betekent ook dat iemand die in zo'n oog kijkt hetzelfde beeld zal zien als het organisme dat het oog heeft.

Veel kleine organismen, zoals rotiferen, copeopoden en platyhelminthes, maken gebruik van een dergelijk ontwerp, maar hun ogen zijn te klein om bruikbare beelden te produceren. Sommige grotere organismen, zoals sint-jakobsschelpen, maken ook gebruik van reflectorogen. De sint-jakobsschelp Pecten heeft reflectorogen met een grootte tot 100 millimeter die de rand van zijn schelp omzomen. Hij detecteert bewegende voorwerpen wanneer deze de opeenvolgende lenzen passeren.

Samengestelde ogen

Samengestelde ogen zijn anders dan eenvoudige ogen. In plaats van één orgaan te hebben dat licht kan waarnemen, hebben zij vele van dergelijke organen. Sommige samengestelde ogen hebben er duizenden. Het resulterende beeld wordt in de hersenen samengesteld, op basis van de signalen van de vele oogeenheden. Elk van die eenheden wordt ommatidium genoemd, meerdere worden ommatidia genoemd. De ommatidia bevinden zich op een convex oppervlak en wijzen elk in een lichtjes verschillende richting. In tegenstelling tot enkelvoudige ogen, hebben samengestelde ogen een zeer grote gezichtshoek. Zij kunnen snelle bewegingen waarnemen, en soms de polarisatie van het licht.

Samengestelde ogen komen veel voor bij geleedpotigen, eencelligen en sommige tweekleppige weekdieren

Nautilus heeft een pinhole oog
Nautilus heeft een pinhole oog

Geleedpotigen zoals deze timmermansbij hebben samengestelde ogen
Geleedpotigen zoals deze timmermansbij hebben samengestelde ogen

Evolutie van het oog

De evolutie van de ogen begon met de eenvoudigste lichtgevoelige vlekjes in eencellige organismen. Deze oogvlekken doen niets anders dan detecteren of de omgeving licht of donker is. De meeste dieren hebben een biochemische 'klok' in zich. Deze eenvoudige oogvlekken worden gebruikt om deze dagelijkse klok, die circadiaan ritme wordt genoemd, bij te stellen. Sommige slakken bijvoorbeeld zien helemaal geen beeld (plaatje), maar ze voelen licht, waardoor ze uit fel zonlicht kunnen blijven.

Complexere ogen hebben deze functie niet verloren. Een speciaal soort cellen in het oog neemt licht waar voor een ander doel dan zien. Deze cellen worden ganglioncellen genoemd. Zij bevinden zich in het netvlies. Zij zenden hun informatie over licht naar de hersenen langs een andere weg (het retinohypothalamuskanaal). Deze informatie past het circadiane ritme van het dier aan (synchroniseert het) aan de licht-donkercyclus van 24 uur van de natuur. Dit systeem werkt ook bij sommige blinde mensen die helemaal geen licht kunnen zien.

Ogen die iets beter zijn, hebben de vorm van kopjes, waardoor het dier weet waar het licht vandaan komt.

Complexere ogen geven het volledige zichtgevoel, inclusief kleur, beweging en textuur. Deze ogen hebben een ronde vorm waardoor de lichtstralen zich concentreren op het achterste deel van het oog, het netvlies genaamd.

Andere

Goede vliegers zoals vliegen of honingbijen, of prooi-vangende insecten zoals bidsprinkhanen of libellen, hebben gespecialiseerde zones van ommatidia die zijn georganiseerd in een fovea-zone die zorgt voor scherp zicht. In deze zone zijn de ogen afgeplat en zijn de facetten groter. Door de afvlakking kunnen meer ommatidia licht van een vlek opvangen. Dit geeft een hogere resolutie.

Het lichaam van Ophiocoma wendtii, een soort broze ster, is bedekt met ommatidia, waardoor zijn hele huid een samengesteld oog wordt. Hetzelfde geldt voor veel chitons.

Het samengestelde oog van een libel
Het samengestelde oog van een libel


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3