四色視覚(Tetrachromacy)は、色情報を伝達するための4つの独立したチャネルを有するか、または目の中に4つのタイプの錐体細胞を有する状態である。 四染色体を有する生物は四染色体と呼ばれる。

四色性生物では、感覚色空間は4次元であり、可視スペクトル内で任意に選択された光のスペクトルの感覚的効果と少なくとも4つの原色の混合が必要であることを意味する。

テトラクロミックは、いくつかの種の鳥類、魚類、両生類、爬虫類、昆虫およびいくつかの哺乳動物の中で実証されている。 これは過去のほとんどの哺乳動物の正常な状態であった。 遺伝的変化が起こって、この種の種の大部分は最終的に4つのコーンのうちの2つを失う。

生理
四色染色の通常の説明は、生物の網膜が異なる吸収スペクトルを有する4種類の高強度光受容体(脊椎動物の桿体とは対照的に低強度の光受容体であるコーン細胞と呼ばれる)を含むということである。 これは、動物が典型的な人間の視力の波長を超える波長を見ることがあり、正常な人間には同一であると思われる色を区別することができることを意味する。 四色の色覚を有する種は、ライバル種よりも生理学的に未知の点があるかもしれない。



金魚(Carassius auratus auratus)およびゼブラフィッシュ(Danio rerio)は、赤、緑、青、および紫外光に感受性のあるコーン細胞を含む四染色体の例である。


ゼブラフィンチやコロンブスダエのような鳥の種の中には、仲間の選択や餌取りの際のツールとして、四色の色覚に特有の300-400nmの紫外線を使用しています。 仲間を選ぶとき、紫外線の羽毛と肌の色は高いレベルの選択を示します。 典型的な鳥の目は、約300〜700nmの波長に応答する。 周波数に関しては、これは430-1000THz付近の帯域に相当する。 ほとんどの鳥は、4色の視覚を仲介すると考えられている4つのスペクトルタイプの円錐細胞を有する網膜を有する。 鳥の色の視覚は、感光体に位置する着色された油滴の濾過によってさらに改善される。 油滴は、光が感光体の外側部分の視覚顔料に到達する前に入射光を濾過する。

4つのコーンタイプと着色した油滴の特殊化は、鳥に人間の色覚よりも優れた色覚を与えます。 しかし、最近の研究では、鳥類のテトラクロミズムは、鳥類に人間よりも大きな視覚スペクトル(300〜400nmの紫外光は見えない)を提供し、スペクトル分解能(ニュアンスに対する「感度」)は似ている。

昆虫
飼料昆虫は、花が反射する波長(300 nm〜700 nmの範囲)を見ることができます。 受粉(花粉媒介者)、反射および変異(花色)の両方において、蔓延する昆虫およびいくつかの植物が共生している。 指向性の選択は、植物が紫外線の色スケールに広がる色の変化をますます多様化させるようにし、より高いレベルの花粉媒介者を引き付けることにつながった。

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哺乳類
トナカイ
トナカイが生息する地域では、太陽は長い間、空の中で非常に低いままです。 これは、物体に到達する光の大部分が青色またはUVであるように、光が散乱されることを意味します。 環境のいくつかの部分は紫外線を吸収し、したがって紫外線に敏感なトナカイには、雪と強く対照的に黒く見えます。 これには、尿(捕食者または競合者を示す)、地衣類(食物源)、毛皮(オオカミ、トナカイの捕食者)が含まれます。 トナカイは特定のUVオプシンを保有していないが、他のオプシンによって媒介される330nmの網膜反応が記録されている。 電源線上のUVフラッシュは、これらの構造を回避するトナカイの役割を担うことが提案されている。なぜなら、「暗闇の中では、これらの動物は電源線を薄くて受動的な構造ではなく、むしろちらつきの光線地形。”

人間
猿類、 旧世界 サル、およびヒトは、通常、3つのタイプのコーン細胞を有し、したがって、三染色体である。 しかしながら、低い光強度では、ロッドセルは色覚に寄与し、色空間において四色領域の小さな領域を与える。 ヒトの桿体細胞の感受性は、青緑色波長で最大である。

ヒトにおいて、2つのコーン細胞色素遺伝子がX染色体上に存在する:古典的な2型オプシン遺伝子OPN1MWおよびOPN1MW2。 (2つのX染色体を所有する)女性は、恐らく4つの同時に機能する種類の錐体細胞を有する完全な四染色体として生まれた複数の錐体細胞色素を有することが示唆されている。可視スペクトルの範囲。 1つの研究は、世界の女性の2〜3%が、標準的な赤と緑の円錐の間に感度ピークがあり、理論的には色分けの有意な増加をもたらす第4のコーン型を有する可能性があると示唆している。 別の研究では、女性の50%と男性の8%が、4色の色素を有し、対応する染色体弁別度が3色性色素と比較して高いことが示唆されている。 2010年には、神経科学者であるガブリエレ・ヨルダン(Gabriele Jordan)博士は、4種類のコーン(非機能的な4色性色素)を持つ女性を20年間研究した結果、3色性色素よりも多様な色を検出できる女性テトラクロム(または真のテトラクロム)。

コーン色素遺伝子の変異は、ほとんどのヒト集団において広まっているが、最も有力で顕著なテトラクロミズムは、主に赤色/緑色色素異常の女性キャリアーに由来し、通常、色盲(原発性または重症)の形態として分類される。 この現象の生物学的根拠は網膜色素遺伝子のヘテロ接合対立遺伝子のX不活性化であり、これは女性の新世界サル三色性視覚の大部分を与えるメカニズムと同じである。

ヒトにおいては、網膜のニューロンにおいて予備的な視覚処理が行われる。 これらの神経が新しいカラーチャンネルにどのように反応するか、つまり、別々に扱うか、既存のチャンネルと組み合わせるかどうかはわかりません。 視覚情報は視神経を介して眼から出る。 視神経が新しいカラーチャネルを処理する余裕があるかどうかは分かっていません。 脳ではさまざまな最終的な画像処理が行われます。 新しいカラーチャネルが提示された場合、脳の様々な領域がどのように反応するかは分かっていません。

通常は2つのコーン・ピグメントのみを有するマウスは、第3のコーン・ピグメントを発現するように操作することができ、これらの障害のいくつかを主張し、色彩差別の増加を示すようである。 しかし、視神経における可塑性に関する原著の刊行物もまた論争されている。

目のレンズが300〜400nmの波長範囲でほとんどの光を遮断するため、人間は紫外線を直接見ることができません。 より短い波長は角膜によって遮断される。 網膜の視細胞は近紫外光に敏感であり、レンズを欠いている人(aphakiaとして知られている状態)は、近紫外光(300nmまで)を白っぽい青色、または一部の波長で白っぽい紫色に見える3つのタイプのコーンは、おおよそ紫外線に敏感です。 しかし、青い錐体細胞はやや敏感です。

四染色法は、薄暗い照明においても視力を高めることができる。

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Tags: Color vision