可視スペクトル

ほとんどの動物の可視範囲は、大気を通過できる光の範囲である光学的窓 に合うように進化しました。オゾン層は、ほぼすべての紫外線（315 nm以下）を吸収します。^{[ 19 ]}ただし、これは宇宙光（太陽光など）にのみ影響し、地上光（生物発光など）には影響しません。

光が網膜に到達する前に、まず角膜と水晶体を透過する必要があります。UVB 光 (<  315  nm) は主に角膜でろ過され、UVA 光 (315～400  nm) は主に水晶体でろ過されます。^{[ 20 ]}水晶体は加齢とともに黄色くなり、スペクトルの青色の部分で最も強く透過が減衰します。^{[ 20 ]}これにより、キサントプシアだけでなく、可視スペクトルの短波長 (青色) 限界がわずかに切り詰められることがあります。無水晶体症の被験者は水晶体がないため、UVA 光が網膜に到達して視覚オプシンを刺激することができます。これにより可視範囲が拡大し、シアノプシアにつながることもあります。

各オプシンは分光感度関数を持ち、これは各波長の光子を吸収する確率を定義します。発光効率関数は、寄与する視覚オプシンの分光感度関数の重ね合わせにほぼ相当します。したがって、個々のオプシンの分光感度関数の位置のばらつきは、発光効率関数と可視範囲に影響を与えます。たとえば、長波長（赤色）限界は、Lオプシンの位置に比例して変化します。これらの位置はピーク波長（感度が最も高い波長）によって定義されるため、Lオプシンのピーク波長が10  nm青方偏移すると、可視スペクトルの長波長限界も10  nmシフトします。Lオプシンのピーク波長が大きくずれると、第一色覚異常と呼ばれる色覚異常の一種が生じ、Lオプシンが欠損すると（第一色覚異常）、長波長限界における可視スペクトルが約30 nm短くなります。 MオプシンおよびSオプシンに影響を与える色覚異常の形態は、発光効率関数や可視スペクトルの限界に大きな影響を与えない。 

実際の物理的および生物学的変動に関係なく、限界の定義は標準ではなく、業界によって変わります。たとえば、一部の業界は実用的な限界に関心があるため、保守的に 420 ～ 680  nmを報告する可能性がありますが^{[ 21 ] [ 22 ]} 、他の業界は心理測定に関心があり、最も広いスペクトルを達成するため、380 ～ 750 nm、あるいは 380 ～ 800  nm と自由に報告する可能性があります。^{[ 23 ] [ 24 ]}近赤外線の光度効率関数には明確なカットオフはなく、指数関数的に減衰するため、1,050 nm での関数の値 (または視覚感度)は700 nm での 約 10 ⁹分の 1 です。したがって、1,050 nm の光 を知覚するには、700 nm の光よりもはるかに高い強度が必要です。^{[ 25 ]}  

理想的な実験室条件下では、被験者は少なくとも 1,064  nm までの赤外線を知覚できる可能性がある。^{[ 25 ]} 1,050  nm の近赤外線は赤色を誘発し、L-オプシンによる直接吸収を示唆するが、パルス近赤外線レーザーは緑色を誘発するという報告もあり、これは二光子吸収が近赤外線感度の拡張を可能にしている可能性を示唆している。^{[ 25 ]}

 同様に、若い被験者は紫外線波長を約 310～313 nmまで知覚する可能性があるが、 ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]} 380 nm 未満の光の検出は、オプシンによる紫外線の直接吸収ではなく、眼球媒体の蛍光によるものかもしれない。UVA 光が眼球媒体 (水晶体と角膜) に吸収されると、蛍光を発してより低いエネルギー (より長い波長) で放出され、その後オプシンに吸収される可能性がある。たとえば、水晶体が 350 nm の光を吸収すると、蛍光発光スペクトルは 440 nm を中心とする。^{[ 29 ]}  

明所視系と暗所視系に加えて、人間には主要な視覚系には寄与しない光検出システムも存在する。例えば、メラノプシンは 420～540 nmの吸収範囲を持ち、概日リズムやその他の反射プロセスを調節する。^{[ 30 ]}メラノプシンシステムは画像を形成しないため、厳密には視覚とはみなされず、可視範囲には寄与しない。

ほとんどの哺乳類は、おそらく夜間ボトルネックのため、オプシンクラスを2つ（LWSとVS）しか保持していません。しかし、旧世界霊長類（ヒトを含む）はその後、三色覚を取り戻すためにLWSクラスに2つのバージョンを進化させました。^{[ 19 ]}ほとんどの哺乳類とは異なり、げっ歯類のUVSオプシンはより短い波長のままです。レンズにUVフィルターがないことに加えて、マウスは340  nmまで検出できるUVSオプシンを持っています。紫外線が網膜に到達すると網膜損傷につながる可能性がありますが、他の哺乳類と比較してマウスの寿命が短いため、紫外線視力の利点に比べてこの欠点は最小限に抑えられる可能性があります。^{[ 31 ]} 犬は429 nmと555 nmの2つの錐体オプシンを持っている ため、二色覚であるにもかかわらず、人間の可視スペクトルのほぼ全体を見ることができます。^{[ 32 ]} 馬は428 nmと539 nmの2つの錐体オプシンを持っており 、赤色の視覚がやや制限されている。^{[ 33 ]}

他のほとんどの脊椎動物（鳥類、トカゲ類、魚類など）は、人間の VS オプシンよりも紫外線領域まで広がる UVS オプシンを含む四色型色覚を保持しています。 ^{[ 19 ]}鳥類の UVS オプシンの感度は 355～425  nm と大きく異なり、LWS オプシンは 560～570  nm です。^{[ 34 ]}これは、可視スペクトルが人間と同等の鳥もいれば、紫外線に対する感度が大幅に拡大した鳥もいることを意味します。鳥類の LWS オプシンは、ピーク波長が 600 nm を超えると報告されることもありますが、これは鳥類の油滴 のフィルターを組み込んだ実効ピーク波長です。^{[ 34 ]} LWS オプシンのピーク波長のみの方が、長波長限界をよりよく予測できます。鳥類の紫外線視覚の利点として考えられるのは、紫外線領域でのみ見える羽毛の性別依存的な模様です。 ^{[ 35 ] [ 36 ]}

硬骨魚類は一般的に四色型色覚である。魚類のUVSオプシンの感度は347～383 nm、LWSオプシンの感度は500～570 nmである。^{[ 37 ]}ただし、代替発色団を使用する魚類の中には、LWSオプシンの感度を625 nmまで拡張できるものもいる。^{[ 37 ]}金魚だけが赤外線と紫外線の両方を見ることができるという一般的な考え^{[ 38 ]}は誤りである。金魚は赤外線を見ることができないからである。^{[ 39 ]}

無脊椎動物の視覚系は脊椎動物とは大きく異なるため、直接比較することは困難です。しかし、ほとんどの昆虫種で紫外線感受性が報告されています。^{[ 40 ]}ミツバチや他の多くの昆虫は紫外線を感知することができ、それによって花の蜜を見つけることができます。昆虫による受粉に依存する植物種は、人間にとっての色彩の豊かさよりも、紫外線に対する外観によって繁殖の成功を左右している可能性があります。ミツバチの長波長限界は約590  nmです。^{[ 41 ]}シャコは最大14個のオプシンを持ち、300 nm未満から700 nmを超える可視範囲を実現しています。^{[ 19 ]}

ヘビの中には、波長5 ～ 30 μmの放射熱をある程度の精度で「見る」ことができるものもいる。 ^{[ 42 ]}盲目のガラガラヘビは、攻撃する獲物の脆弱な体の部位を狙うことができる。^{[ 43 ]}また、この器官を持つ他のヘビは、1 メートル離れた場所から温かい物体を感知することができる。^{[ 44 ]}また、体温調節や捕食者の検出にも使用される可能性がある。^{[ 45 ] [ 46 ]}