Mucho de esto, sin duda, tiene que ver con el espectro de emisión real del Sol. Resulta que la cantidad de energía recibida del Sol, en la parte superior de la atmósfera, en una banda estrecha de alrededor de 200 nm, es inferior a 1/10 de la cantidad de energía recibida por unidad de área cerca del pico, a aproximadamente 510 nm , y que la potencia recibida cae más gradualmente en el extremo de longitud de onda larga, alcanzando nuevamente la décima parte del pico a una longitud de onda de aproximadamente 1500 nm. Con mucho, la mayor potencia por unidad de área se recibe en el medio de ese rango, cerca del pico. Y eso es antes de que tenga lugar la absorción atmosférica, que aplana el espectro mucho más para las longitudes de onda cercanas al rango máximo, y también introduce bandas de absorción muy significativas en la región de longitud de onda más larga.
Entonces, realmente, el punto óptimo para la visión ya está en cierto sentido en la región visible, como lo define esa porción del espectro del Sol alrededor de la potencia máxima, donde la radiación solar en la superficie de la Tierra está más o menos en irradiancia constante.
Entonces, dado que hay muy pocas fuentes específicas que realmente emiten radiación UV aquí en la Tierra, parece que no tiene sentido desarrollar sensores que puedan detectar y distinguir longitudes de onda cercanas a 200 nm, o ir demasiado lejos hacia las longitudes de onda largas.
Sin embargo, hay casos que uno puede imaginar, como la caza de depredadores para la presa, donde la sensibilidad de longitud de onda larga podría ser una ayuda para distinguir presas algo calientes de un fondo algo más frío, en ausencia de iluminación solar. En este caso, no se trata de iluminación solar directa o reflejada, claramente.
No es imposible imaginar formas en que tales sensores podrían evolucionar en absoluto. Pero parece que hay relativamente pocas razones para que ocurra, dado el espectro solar básico. La sensibilidad a longitudes de onda muy largas, acercarse a las frecuencias de radio claramente requeriría mecanismos muy diferentes. Tendría que haber equivalentes fisiológicos de antenas metálicas en animales con tales habilidades sensoriales. Para la sensibilidad ultravioleta lejana, una vez más, no es imposible imaginar que podría desarrollarse, pero necesitaría mecanismos de reparación muy activos, porque una vez que la energía del fotón es suficiente para ionizar o crear un reordenamiento significativo de los enlaces moleculares, es necesario repare continuamente ese daño, que al menos costaría mucha energía metabólica. Los fotones de luz ultravioleta visible y cercana tienen energías que son capaces de conducir cambios conformacionales cis-trans en las moléculas de pigmento en los cromóforos, en general, en lugar de romper y reorganizar los enlaces moleculares.
Para los humanos, el rango de longitudes de onda que podemos ver efectivamente es de aproximadamente 400 nm a 700 nm. Más corta en longitud de onda de 400 nm y llamamos a esto luz UV, más de 700 nm y lo llamamos IR.
Pero, si observa el rango de sensibilidad de los cromóforos en las células de la retina humana, encontrará que tanto los bastones como los conos humanos tienen opsinas que aún son muy sensibles a la luz dentro del rango UV, hasta 300 nm por lo menos . Resulta que la lente del ojo humano es lo que realmente limita la sensibilidad de la visión humana a la luz UV. La lente absorbe fuertemente la luz UV de menos de aproximadamente 400 nm, de lo contrario seríamos sensibles a los rayos UV.
Las personas que se han sometido a una cirugía de cataratas, que en el pasado se equiparon con lentes de cuarzo, informaron una mayor sensibilidad a los colores azules y, en algunos casos, incluso pudieron ver patrones débiles en algunas flores. Por supuesto, las personas generalmente no han evolucionado para comer flores, por lo que este poder distintivo adicional probablemente no sería de gran ayuda.
Parece que muchas mammalia, incluidos, por ejemplo, los gatos domésticos, tienen lentes que no bloquean la luz ultravioleta, y una gran cantidad de especies, incluidos peces, reptiles, anfibios y aves, también expresan opsinas sensibles a los rayos UV en sus retinas y tienen fotorreceptores, a saber, conos UV, que son específicamente sensibles a longitudes de onda más cortas. Entonces, probablemente puedan distinguir colores con longitudes de onda de hasta aproximadamente 300 nm, que es el límite de lo que sus sistemas ópticos generalmente transmitirán. También se sabe que los insectos son sensibles a los rayos UV.
Parece ser más la regla que la excepción tener conos sensibles a los rayos UV.
En cuanto a la sensibilidad infrarroja, esto también se conoce en algunos peces, especialmente los peces de agua dulce, que tienen conos con una sensibilidad máxima en el rango de 610 nm, frente a la opsina roja humana con una sensibilidad máxima cercana a 565 nm. Estas opsinas son sensibles a la luz, probablemente hasta 100 nm de longitud de onda más larga de lo que los seres humanos pueden distinguir.
Varias especies, algunas serpientes, tienen sensores especializados para infrarrojos y parecen usarlos para cazar, pero estos sensores no están en los ojos y no sé si la entrada de esos sensores es procesada por el sistema visual en sus cerebros. .
Parece un poco como si los humanos pudieran haber evolucionado para limitar el rango de longitudes de onda en su entrada visual para mejorar la agudeza visual. Puede haber sido una compensación bastante específica en algún momento de nuestra evolución.
