Mengapa Mata Memerlukan Masa untuk Menyesuaikan Diri dalam Gelap?

Apabila kita melangkah dari kawasan terang ke bilik atau panggung yang gelap, kita seakan-akan buta buat seketika, dan hanya selepas beberapa minit barulah bentuk di sekeliling mula kelihatan. Perubahan ini dipanggil adaptasi gelap, iaitu peningkatan beransur-ansur kepekaan penglihatan terhadap cahaya yang lemah. Sebahagian besar perubahan itu berlaku dalam retina, lapisan sel peka cahaya di belakang mata.

Apa yang berlaku dalam retina?

Retina mengandungi dua jenis fotoreseptor, iaitu kon dan rod. Kon berfungsi baik dalam cahaya terang serta penting untuk penglihatan warna dan perincian halus, manakala rod jauh lebih peka terhadap cahaya malap. Setiap fotoreseptor mengandungi pigmen visual yang menyerap cahaya. Dalam rod, pigmen itu ialah rodopsin. Apabila cahaya menimpanya, rodopsin berubah bentuk dan mencetuskan isyarat, dan dalam proses itu pigmen menjadi luntur sehingga tidak lagi dapat menyerap cahaya sebagaimana asalnya. Dalam cahaya terang, banyak rodopsin berada dalam keadaan luntur ini. Apabila kita berada dalam gelap, pigmen dijana semula secara beransur-ansur dan kepekaan rod meningkat semula.

Mengapa prosesnya mengambil masa?

Dalam beberapa minit pertama, kepekaan meningkat terutamanya melalui kon, yang pulih lebih cepat tetapi tidak dapat menjadi sepeka rod. Selepas itu rod mengambil alih, dan kepekaannya terus meningkat perlahan-lahan selama kira-kira 20 hingga 30 minit. Tempoh ini berbeza antara individu dan bergantung pada tahap cahaya sebelumnya serta keadaan mata. Sebab itu kepekaan mengikut masa membentuk dua fasa, bukannya satu kenaikan yang lancar.

Anak mata turut membantu. Ia membesar dalam gelap untuk membenarkan lebih banyak cahaya masuk, dan perubahan ini berlaku dalam masa yang jauh lebih singkat. Namun sumbangannya tambahan dan lebih kecil berbanding perubahan kepekaan dalam retina.

Mengapa warna kelihatan pudar dalam cahaya malap?

Dalam cahaya yang sangat malap, hanya rod yang berfungsi dengan baik, dan rod tidak membezakan warna. Kon, yang membezakan warna, memerlukan cahaya lebih terang untuk memberi isyarat yang cukup. Sebab itu objek berwarna cenderung kelihatan kelabu pada waktu malam. Perincian halus juga berkurang, kerana bahagian tengah retina yang paling tajam kaya dengan kon dan hampir tiada rod.

Sejarah penemuan pigmen penglihatan

Pada tahun 1870-an, ahli fisiologi Jerman Franz Boll memerhatikan bahawa retina katak mengandungi bahan berwarna ungu kemerahan yang luntur apabila terdedah kepada cahaya. Wilhelm Kühne kemudian mengkaji bahan itu dengan lebih terperinci, dan ia kini dikenali sebagai rodopsin. Penemuan ini menunjukkan bahawa penglihatan mempunyai asas kimia yang berubah oleh cahaya. Pada abad ke-20, George Wald antara yang meneruskan kajian kimia pigmen penglihatan, dan beliau berkongsi Hadiah Nobel dalam bidang fisiologi atau perubatan pada tahun 1967.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?