¿Por qué vemos sólo una octava de luz? [cerrado]

Cuando uno echa un vistazo al gráfico habitual del espectro EM, no puede dejar de notar que el espectro visible está ligeramente por debajo de una octava de frecuencias; es decir, la relación entre las frecuencias más altas y menos visibles está ligeramente por debajo de 2,0.

¿Hay alguna razón biofísica conocida para eso?

Puedo (más o menos) entender por qué la resolución de color puede beneficiarse de estar limitada a solo una octava: eso limitaría los efectos de alias como los fundamentos fantasma , pero incluso dado que no está del todo claro que los efectos de alias son peores evolutivos que no ver más de espectro EM en absoluto. Después de todo, escuchamos 9 octavas más o menos y no sufrimos demasiada confusión de aliasing.

No entiendo en absoluto por qué ver más de una octava sería una evolución perjudicial para la visión escotópica monocromática que experimentamos por la noche. Y en ausencia de una explicación evolutiva, uno debería buscar una biofísica. Así la pregunta.

¿Qué quieres decir con "razón biofísica"? Simplemente no hemos desarrollado receptores para otros tipos de luz, ¿qué "razón" podría haber para eso? Tampoco hay razón por la que no tengamos seis brazos, o por la que no podamos respirar aire y agua, ¿verdad?
@ACuriousMind: esa no es una explicación con la que uno deba contentarse, al menos no lo suficiente como para dejar de preguntar "por qué".
Pensamientos generales: aquí es donde el espectro del sol alcanza su punto máximo, por lo que es la parte relevante del espectro para los fotosintetizadores; los ojos evolucionaron originalmente en agua, que absorbe IR, por lo que ser capaz de detectar IR no habría sido un beneficio; es difícil absorber una amplia gama de frecuencias, absorbemos muchas frecuencias de sonido porque las longitudes de onda del sonido son grandes y podemos ajustar los pelos de los oídos a esa longitud, pero para absorber, digamos, UV, se necesita una molécula muy específica y muy pequeña, además, incluso tratar de absorberlo es potencialmente dañino.
Se plantea la hipótesis de que el cerebro humano se desarrolló para concentrarse, no para sentirse abrumado con información adicional. Así que nuestra supervivencia se debió a tomar la "información" más apremiante y arreglárnoslas con ella. Entonces, me pregunto si tu pregunta va a esta teoría.
De la página de Wikipedia sobre la visión del color ( en.wikipedia.org/wiki/Color_vision#In_other_animal_species ): "Los humanos, algunos primates y algunos marsupiales ven una amplia gama de colores, pero solo en comparación con otros mamíferos. La mayoría de los vertebrados no mamíferos Las especies distinguen diferentes colores al menos tan bien como los humanos, y muchas especies de aves, peces, reptiles y anfibios, y algunos invertebrados, tienen más de tres tipos de conos y probablemente una visión del color superior a la de los humanos".
Si es correcto, lo anterior contradice la idea de que el rango de percepción estaba limitado por la forma en que evolucionaron los ojos, y en realidad plantea la pregunta de por qué la mayoría de los mamíferos perdieron una buena parte de la visión del color en comparación con los vertebrados inferiores, y por qué nosotros, como humanos, la hemos conservado. o remodelarlo. También va en contra del desarrollo del cerebro.
@udrv: No veo en la cita anterior ninguna indicación de que otras especies vean más de una octava del espectro EM, solo que algunas de ellas tienen una mejor distinción de color en cualquier parte del espectro EM que vean.
Voto para cerrar esta pregunta como fuera de tema porque es un duplicado de muchas otras preguntas relacionadas con la neuroóptica, así como con el comportamiento cuántico de los compuestos orgánicos físicamente alcanzables que se usan en la retina.
@CarlWitthoft: ¿cuáles?
Voto para cerrar esta pregunta como fuera de tema porque se trata de la evolución alternativa de la humanidad y no de la física.
Creo que deberías hacer esta pregunta nuevamente en Biology Stack Exchange. No creo que deba preguntarse en Music Stack Exchange porque en realidad no se trata de octavas de sonido.

Respuestas (1)

La respuesta principal a esta pregunta (cerrada) da algunas buenas razones por las que la visión IR no se desarrolló ampliamente en todo el reino animal. Parafraseando, detectar incluso el espectro cercano al IR requeriría un tipo diferente de sensor en comparación con los cromóforos más o menos regulares, y habría una recompensa evolutiva limitada para la detección. La ventaja obtenida sobre la visión en nuestro propio rango visible no necesariamente vale la pena, ya que todo está inundado de IR a temperaturas favorables para la vida. Sin embargo, la última idea es discutible, ya que hay especies de serpientes y escarabajosque desarrollaron la detección de infrarrojos, aunque con órganos separados de sus ojos (las muy detestadas chinches también son expertas en la detección de infrarrojos o_o). Pero desde un punto de vista evolutivo, la detección IR es obviamente un desarrollo mucho más tardío que la visión normal.

Puede ser simplemente que las estructuras de proteínas que pueden servir como buenos cromóforos en el rango visible y cercano al UV, y proporcionar una resolución de frecuencia útil, están estadísticamente mucho más disponibles que cualquier cosa que pueda funcionar bien para el espectro IR, y en un líquido complejo. entorno basado en eso (piense en la ampliación espectral).

[Como una idea aparte interesante, este documento explica que los humanos somos realmente capaces de ver la radiación del IR cercano más allá de 1000 nm en las condiciones adecuadas, a través de la excitación de dos fotones de la rodopsina. Vea aquí la divertida historia de física detrás de este pequeño descubrimiento. ]

En cuanto a las limitaciones del rango UV, muchas especies, incluidas las mariposas, las abejas, los peces, las aves e incluso los mamíferos (renos), tienen una visión cercana al UV (banda UV-A), mucho más allá del límite de 400 nm para la visión humana. Pero la visión biológica en longitudes de onda más cortas, especialmente más allá de la UV-B, parece ser tan inútil como la visión en el IR medio y lejano, aunque por diferentes razones. En lo que respecta a la vida terrestre, la radiación ultravioleta es una fuente potente de mutaciones y generalmente altera los procesos biológicos (transiciones conformacionales, radicales). Los cromóforos existentes se destruyen con UV más cortos, por lo que la visión UV tendría que depender de diferentes sensores. Por otro lado, la ganancia de ventaja sería mínima nuevamente, ya que la mayoría de las especies actuales en realidad requieren entornos de bajo UV donde la visión UV puede no ayudar mucho.