(一)鱼眼睛的光刺激阈
光刺激阈是衡量鱼对光强度的敏感性指标。指视觉器官所能感受到的最低光强度值。
感觉到的最低光强大——阈值高——对光强度的敏感性低
感觉到的最低光强小——阈值低——对光强度的敏感性高
与刺激阈有关的因素:
1、鱼眼睛的光刺激阈与视网膜中感光细胞的组成有关。视柱细胞越多,阈值越低,敏感性越高。视锥细胞越多,阈值越高,敏感性越低。
据测定:视锥细胞的光刺激阈值为 100~102Lx
视柱细胞的光刺激阈值为 10-5~10-6Lx
从鱼的种类上看:
中上层鱼:生活在光线较强的水层,视网膜上视柱细胞相对较少,对光敏感性低。
地层鱼:生活在光线较暗的水层,视网膜上视柱细胞相对较多,对光敏感性强。
深海鱼:生活在黑暗的水层,视网膜上视柱细胞极多,对光敏感性最强。(深海鱼对光的刺激阈值比人低10多倍)
2、鱼眼睛对光的刺激阈与视网膜对不同光强的适应状态有关。暗适应时刺激阈值减小,敏感性增加。明适应时刺激阈值增大,敏感性降低。
如:鳕鱼、鳀鱼 明适应状态下阈值为10-1——10-2 Lx,暗适应状态下10-5——10-7Lx。
视网膜的光刺激阈,在不同光强的适应状态下发生变化,主要是由视网膜运动反应所引起的。即视网膜中的色素细胞与感光细胞在不同光强下发生的相对运动。
明适应状态下——色素细胞扩张;视柱细胞肌体伸长,处于色素细胞的包围之中,不感光;视锥细胞肌体收缩,感光。
暗适应状态下——色素细胞收缩,视柱细胞肌体收缩脱离色素细胞包围,行使视觉机能,光刺激阈值降低。
不同种类的鱼从明适应状态(亮光视觉)过度到暗适应状态(微光视觉)时的照度界限是不同的。一般来说,底层鱼的照度过度界限比中上层鱼来得低,成鱼比幼鱼低。这与鱼类生活环境的光线强弱有关。
何大仁在1988年曾研究了黄鳍鲷和淄鱼二种幼鱼视网膜运动反应与环境光强的关系,结果表明:当光强分别底于10-3Lx和10-2Lx时,对二种鱼视网膜的运动反应无明显影响,当光强分别高于10-3Lx和10-2Lx时,光强越高,视网膜从暗适应状态过度到明适应状态的时间越短。
(二)鱼眼睛对光的亮度辨别阈
亮度辨别阈指视网膜分辨光亮度变化的能力,也称为视觉对比阈或变增阈。分为绝对对比阈和相对对比阈。在相同的条件下阈值越低,对光强变化的分辨能力越强。
绝对对比阈——视觉所能感觉到的光刺激强度的最小变化量(△I)。
相对对比阈——绝对对比阈与最初光强的比值(△I / I)。
视觉对比阈主要与二个因素有关:
1、鱼的种类:在同一条件下,不同种类的鱼视觉对比阈有很大的差别。
2、背景光强:视觉对比阈在不同背景光照度下有所变化。相对对比阈随背景光照度的增加而减小,绝对对比阈随背景光照度的增加而增加。这主要由视网膜运动反应所引起。
此外,视觉对比阈也受鱼的大小、水温等因素影响。
(三)光谱敏感曲线
鱼的眼睛对不同波长光的敏感性是不同的,在一定的条件下,根据鱼对不同波长光的敏感性所得到的曲线,称为光谱敏感曲线。
通过各种鱼的光谱敏感曲线可知:
1.在感光范围内,鱼类对不同波长光的敏感性不同。不同的鱼类感光范围不同。
2.大多数的海、淡水鱼类存在着明、暗适应二种条件下的光谱敏感曲线,明适应光谱敏感曲线趋向长波段,而暗适应光谱敏感曲线趋向短波段,有浦肯野现象。
这主要是因为它们的视网膜具有明视(视锥细胞活动)和暗视(视柱细胞活动)二种功能。
浦肯野现象:在明视和暗视二种视觉状态下,视网膜对光谱亮度的敏感性产生的转移现象。
3.少数的鱼只有一条暗适应状态下的光谱敏感曲线,无明适应状态下的光谱敏感曲线,这类鱼视网膜上没有视锥细胞。(某些深海鱼类或洞穴鱼类)
了解鱼类光谱敏感曲线有以下意义:
1、了解鱼类在感光范围内对不同波长光的敏感性变化。
2、确定各种鱼类可感受的光谱范围。
人可感受的光谱范围:390——780nm(纳米)
红外线 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 紫外线
700-610 610-590 590-570 570-500 500-460 460-430 430-390
鱼可感受的光谱范围:
上层鱼:400——750nm(纳米) 底栖鱼:410——650nm(纳米)
由此可见:鱼的感光范围比人要小。
3、根据光谱敏感曲线可判断各种鱼是否有色觉。
凡是存在明、暗适应条件下二条光谱敏感曲线的鱼类,都有色觉存在。
1. 俞文钊编著,《鱼类趋光生理》,农业出版社,1980年