Тетрахрома́тия — одновременное восприятие видимого диапазона спектра электромагнитного излучения четырьмя различными типами световых рецепторов . Тетрахроматия могла возникнуть у позвоночных ориентировочно 540 млн лет назад — именно тогда у общего предка позвоночных появились все пять семейств генов опсинов : четыре для дневного зрения (фотопсины, содержатся в колбочках) и одно для ночного ( родопсин , содержится в палочках и функционирует только при очень слабом освещении). Более осторожная оценка составляет 375 млн лет назад, когда жил последний общий предок рыб и тетраподов (см. Тиктаалик ).

Животные, ведущие преимущественно ночной образ жизни, нередко утрачивают тетрахроматическое зрение. Так, предки млекопитающих утратили два семейства фотопсинов, и сейчас большинство млекопитающих имеют дихроматическое зрение . Около 35—40 млн лет назад появление дополнительного светового рецептора, чувствительного к длинноволновой части спектра, сделало обезьянообразных трихроматами и позволило им различать красный, оранжевый, жёлтый и зелёный цвета .

Отдельные люди обладают мутацией, в результате которой появляется ещё один, четвёртый тип колбочек. Такие люди являются тетрахроматами, и согласно оценкам, такой особенностью обладают около 12 % женщин . Однако у большинства из них четвёртый тип колбочек ничем не отличается от одного из существующих, и их цветовое восприятие идентично восприятию обычных людей - это нефункциональные тетрахроматы.

Лишь в случае весьма редких дополнительных мутаций, когда кривая чувствительности четвёртого типа колбочек отличается от чувствительности остальных трёх, люди способны стать функциональными тетрахроматами и видеть дополнительные оттенки цветов . Так, если кривая чувствительности четвёртого типа колбочек располагается между кривыми M-колбочек (с пиком чувствительности в зелёной части спектра) и L-колбочек (с пиком в жёлто-зелёной части спектра), возникает способность различать огромное количество оттенков в жёлто-зелёной части спектра. .

При этом расширения видимого спектра в область ультрафиолета у людей не происходит. Дело в том, что граница в коротковолновой области определяется не чувствительностью соответствующего опсина, а прозрачностью хрусталика в этой области спектра . По мере взросления человека его хрусталик утрачивает прозрачность в ближнем ультрафиолете, и излучение, которое могут видеть дети, для взрослых уже невидимо.

Тетрахроматизм у приматов

Приматы (люди и обезьяны Старого Света , а также самки обезьян Нового Света ) — (англ.) ( , имеют три типа колбочек . Цветовое изображение среднестатистического человека формируется комбинациями трёх основных цветов ( красный , зелёный , синий ). Тем не менее, при низких интенсивностях света палочки могут способствовать улучшению цветового зрения , давая небольшую область тетрахроматии в цветовом пространстве. Чувствительность палочек наиболее высока к зелёному и синему цветам.

Глаз человека содержит три типа колбочек, различающиеся светочувствительным пигментом. Два из них кодируются Х-хромосомой . Поскольку женщины имеют две различные Х-хромосомы в клетках, некоторые из них могут иметь колбочки с разными пигментами , вследствие чего являются полноценными тетрахроматами и имеют четыре одновременно действующих вида колбочек — каждый тип с определенной степенью восприятия к различным длинам волн света в диапазоне видимого спектра . В одном из исследований предположили, что 2-3 % женщин во всём мире могут иметь четыре вида колбочек с пиком чувствительности между стандартными красными и зелеными колбочками, давая значительное увеличение цветовой дифференциации . Ещё одно ^{[ какое? ]} исследование показало, что 0,5 % женщин и 8 % мужчин могут иметь два фоторецептора и один с генетической мутацией, и соответствующую сниженную градацию восприятия цветов в сравнении со здоровыми трихроматами. Однако же другие исследования показывают что, по крайней мере, 50 % женщин и 8 % мужчин могут иметь 4 фотопигмента что является экспрессией нескольких вариантов гена опсина L пигмента, который значительно может способствовать цветному зрению. При прочих равных условиях наши результаты показывают, что если бы такие мужчины были протестированы в настоящее исследование, они, возможно, продемонстрировали бы расширенное восприятие относительно «нормальных» трихроматов, похожее на наши результаты для женщин из гетерозигот. Таким образом, усиленная цветовая дискриминация вида, представленного здесь, отражает разницу в восприятии цвета, что коррелирует с унаследованным признаком, связанным с Х-связью. Это фактор, еще не учтенный в психологическом исследовании цветной обработки у значительной части женщин-индивидуумов и меньшая, но значительная доля общего мужского населения . В июне 2012 года после 20 лет изучения женщин с четырьмя типам колбочек (нефункциональные тетрахроматы), нейробиолог Габриэле Иордания определила женщин, которые могли различать большее разнообразие цветов, чем трихроматы . Также учёным удалось найти женщину с истинной функциональной тетрахроматией, которая действительно гораздо лучше обычного различала оттенки .

В организме человека предварительная визуальная обработка происходит в нейронах сетчатки . Неизвестно, как эти нервы будут реагировать на новый цветовой канал, то есть могут ли они обрабатывать отдельно или просто соединить его с использованием существующих каналов. Визуальная информация покидает глаз путём зрительного нерва ; неизвестно, имеет ли зрительный нерв свободные ресурсы, чтобы справиться с новым цветовым каналом. Разнообразие окончательной обработки изображения происходит в головном мозге ; неизвестно, каким образом различные участки мозга будут реагировать, если появится новый цветовой канал. В 2009 году ученые из университета Вашингтона и Флориды сообщили о том, что им удалось внедрить в клетки сетчатки глаза беличьей обезьяны , страдающей дальтонизмом , недостающий ген . Спустя пять недель после лечения обезьяна вдруг стала различать красный и зелёный цвета .

См. также

• Дихроматическое зрение
• Монохромазия
• (англ.) (
• (англ.) (
• (англ.) (
• (англ.) (
• Эволюция зрительной системы

Примечания