なぜ可視光は今の様になった？

質問

光が電磁波ならば、どのようにしてこの周波数帯のみが見え、その他の電磁波は見えないという構造になったのでしょうか。
また、人間には見えない赤外線及び紫外線を見る事の出来る生物はいたりするんでしょうか。

回答No.5

SCNK · ベストアンサー

まず蜜を吸う昆虫の多くは紫外線が可視範囲です。蛇は赤外線を可視範囲とするものが多いですね。

おそらくですが、まず大気の窓との関係があります。一般的に波長の短い電磁波は減衰が激しいのですが、長いものでもミリ波とか一部の赤外線などでは大気吸収が大きく不適な周波数帯があります。

また波長が長くなると解像度が低くなります。もちろん目の瞳を大きくすれば解像度を上げることができますが、馬鹿でかい生物になってしまいます。

それと基本的に一部の生物をのぞいて、パッシブのシステムですから、光源は自然界に存在するものになります。背景に隠れて見えなくても困りますから地面放射の影響は受けたくないですね。

あとは上記の条件と合わせて、その生物が捕食や交配
のため、どれくらいの距離まで監視する必要があるかと、移動速度が関係するでしょう。

もしすごく速く、音速なみの速度で移動する生物がいたとすると、きっと可視光線だけでは物に衝突してしまいます。赤外線の目を持った生物になるかもしれません。あるいは自ら電磁波を放射するかもしれませんね。しかし捕食するのには細かいものまで見えなければいけませんから、巨大な目を持つか、もっと短波長の目をもう一つ必要とするかもしれませんよ。

逆に細菌とかウイルスが目を持つためには、きっと光線ではなく電子線の目が必要になりますね。

回答No.7

First_Noel

補足まで．

＞どのようにしてこの周波数帯のみが見え、
＞その他の電磁波は見えないという構造になったのでしょうか。

太陽光強度の波長分布は，６０００Ｋの黒体輻射の分布によく合います．
この分布では，いわゆる可視光線近辺がもっとも大きな強度となっています．
つまりこの波長域を感じることが出来れば，よく見えることになり，
そのように生物が進化した結果です．
また，大部分の生物が，この波長域で特に不都合がなかったと言うことでもあります．

回答No.6

paddler

私、一応分光の専門家ですが、生物は素人です。

人間の目の対応できる波長域が現在可視光とされている波長領域になったメカニズムは、今までの回答者さんが回答されているようにマクロ的には、地球の地上の環境でこの波長帯が光源・大気の吸収などにおいてエネルギー的に減衰などの不都合がないこと、人間の生存に必要な情報量を他の波長域より多く持っていることで、私も正しいのではないかと思います。

ここからが私の個人的見解です。

では、「人間の生存に必要な情報量」のキーは何でしょう？　なぜ、人間は「青・緑・赤」の識別が必要になったのでしょう？

私は、キーは植物の「葉緑素」にあるのではないかと思っています。植物は太陽の光を用いて光合成を行うため、地上に良く届く波長の光に合わない色素では効率が悪く使い物にならないことから、青と赤の波長を吸収する葉緑素が光合成の担い手になったのでしょう。そのため、植物をエサとする生物にとっては、その葉緑素が見える必要性は十分理解できるように思います。しかし人間にとっては、「植物をエサとする」という観点ではなく、人間の祖先が「森に住むヒト」であった時代に、森の木々の葉に隠れた敵をいち早く認知したり、また葉の緑のバックグランドの中から木の実などを選択的に識別したりすることが必要だったのではないでしょうか。そのために、葉緑素の吸収帯である青と赤、そしてその谷間にある緑、この３色を識別する必要性が出てきたのではないでしょうか。それが、現在人間が色を識別できる視細胞の３原色になっているように思えます。

他の生物も、その生物にとって最も生存に必要なキーになるものが良く見えるようになっているのではないでしょうか？　昆虫にとっての紫外線とか。

回答No.4

kandaWolf

進化の過程で、その種ごとに生存に有利に働くような周波数帯を見る事が出来るようになってきた（周波数帯の幅も広がってきた）からだと思います。
最初の原始的な目ではおそらくある光を感じられる程度だったのですが、他の仲間よりより幅広く見る事の出来る者でそれが生存に有利であれば、子孫を残します。こうして、我々人類の今は現在のまさに今見える周波数帯を獲得してきたのでしょう。
ですから、別の生物では人間と違う周波数帯を見える者もいます。それはその種にとってその周波数帯が生存に有利だったからでしょう。
一般には、人間は各生物の中でわりと幅広く見られる方と思われます。犬や牛は色盲、すなわち、我々の見える緑や青？の周波数帯は見えていないそうです。
あと、なぜ、このあたりの周波数帯かについては、前の方がおっしゃている通りと思います。付け加えて、赤外線の領域が見えると生存に便利そうですが、その周波数帯は熱そのもので、生物の目そのものからも体温が出ているので、その体温から発する周波数帯は、見る事が出来ない事になります。逆に高い方へ行くといわゆる電波なので電気的な仕組みが必要となり、それを見る為の機構を持つ事はあまり有利ではなかったのでしょう。

回答No.3

parts

Ｑ／どのようにしてこの周波数帯のみが見え、その他の電磁波は見えないという構造になったのでしょうか。

Ａ／生き物が進化した結果です。人間はこの周波数が見えると言うだけに過ぎない。逆に言えば、地球外に生命体がいれば、その星の風土に合った電磁波を光として識別できるでしょう。もっと言えば、地球上であっても進化の過程、突然変異の過程によっては今から、別の光を識別する存在が現れる可能性は否定できません。

人間がこの周波数帯を見えるようになったのは、必要性があったからとしか言えません。犬は、カラーでものを見ることができませんからね。
別にそれでも良かったかもしれませんが、外敵や食べ物を認識するのに必要ならそれに伴って進化していく（実際には、変異し生まれその能力が生かせないものは滅びます）のが、遺伝子というものです。

今の人間が進化すれば今度は生まれつき近くのものしか見えない存在になるかもしれませんし、新しい光を開拓した種が誕生する可能性もあるのです。

要は、遺伝で何故それが必要だったのかという問題で、突然変異の仮定で我々はこうなり、繁栄したのです。要は進化の過程で環境適用した種、結果に過ぎないと考えることができます。その間には、もしかすると他の方法で視覚を感じていた生き物がいるかもしれませんし、これから先より多くの光を識別できる人間が現れ、それが今の人間を超える繁栄をもたらすかもしれません。

Ｑ／人間には見えない赤外線及び紫外線を見る事の出来る生物はいたりするんでしょうか。

Ａ／蝶々は、花の蜜を探すのに赤外線や紫外線を使います。これは、花が光を反射するときに赤外線、紫外線の光を受けると中央の色が突出して見えるという特徴があるためです。

コウモリは、超音波で獲物の距離などを識別します。目の見えない人も耳、触覚などで視覚ほどではなくとも感じ取る力があります。

生き物は、自分が生きるために必要な力を伸ばして生きています。そして、それが使えない環境では生きていくことができませんので、滅びてしまいます。今、我々が存在するのは、それが今の環境にマッチしていたからということであり、これから先もこれが見えれば生活できるという証拠ではありません。また、生存する方法や目的によって、見える光も変わります。

回答No.2

railways

人間が色を感じるのは網膜の中にある錐体細胞が
光に反応して信号を脳に送るからです。

錐体細胞には三種類あり、それぞれ赤（564 nm）緑（533 nm） 青（437 nm）の
光に反応するたんぱく質（ヨドプシン）によって構成されています。
人間の目はこの領域の光のみ感知するので、ヒトの可視光の領域は400～800 nmになります。

他の動物だとたんぱく質の構造が異なるのでムクドリなどは紫外線（362 nm）も感知できるそうです。

参考URL：

http://www.kiriya-chem.co.jp/q&a/q52.html

回答No.1

miso_soup

人間が可視光の周波数帯のみ見ることが出来る目を持つようになったのは、おそらくこの周波数帯の電磁波が比較的地上に多く到達するためではないでしょうか。

可視光以外の光で物を見る生き物は色々いると思います。
確か蝶などは紫外線領域の光、蛇などでは赤外線領域の光が見えるものもいます。