網膜は光を受容する部位です。

光は眼の中を、角膜→水晶体→ガラス体→網膜の順に通過します。
なかでも、眼にまっすぐ入ってきた光は、網膜の黄斑に到達します。
黄斑の隣りに位置する盲斑は、束になった視神経が網膜を貫いている部分です。

網膜の構造を詳しくみていきましょう。

次の図は黄斑周辺を拡大した図です。

網膜は4種類の細胞の層からなっています。
網膜を構成する細胞は、視覚器の内側から順に、視神経細胞・連絡細胞・視細胞・色素細胞といいます。

視覚器に入った光を受容する細胞は、視細胞です。
視細胞は光を受容することで興奮し、この興奮は最終的に脳へ伝えられます。

視細胞層のさらに外側には、色素細胞層がありました。
色素細胞層は、視細胞層で受容しきれなかった光をすべて吸収します。

もし、視細胞層で受容しきれなかった光が眼内で乱反射してしまうとどうなるのでしょうか？
光の入ってきた方向が正しく認識できなくなってしまいますね。
色素細胞はこれを防ぐために、光を吸収する黒い色になっていることが特徴です。

光は、網膜の視細胞で受容されます。
視細胞には2つの種類があります。
錐体細胞と桿体細胞です。

図で、錐体細胞の下部はとがっていますね。
錐体細胞の先端は円錐形であることが特徴です。
錐体細胞にはフォトプシンという視物質が含まれています。
視物質とは、光を受容する色素タンパク質です。

次に桿体細胞に注目してください。
図から分かるように、桿体細胞の先端は棒状であることが特徴です。
桿体細胞に含まれている視物質をロドプシンといいます。

それぞれの視細胞の働きにはどのような違いがあるのでしょうか？
実は、受容できる光の波長が異なるのです。

次のグラフを見てください。
これは、各視細胞の様々な波長の光に対する吸光度を示したグラフです。
グラフは、横軸が光の波長、縦軸が光の吸収率を表しています。

まずは、錐体細胞の吸収波長を見ていきましょう。
錐体細胞に含まれるフォトプシンには3つの種類があります。

錐体細胞のうち、420nm付近の光を最も吸収するものを青錐体、530nm付近の光を最も吸収するものを緑錐体、560nm付近の光を最も吸収するものを赤錐体といいます。
錐体細胞は波長の違いを見分けることができるため、色を識別できるのです。

次に桿体細胞の吸収波長を見ていきましょう。
桿体細胞に含まれるロドプシンは1種類しかありません。
そのため、桿体細胞がよく吸収する光の波長は500nmのみです。

桿体細胞は1種類のロドプシンしかもっていません、
よって、波長の違いを見分けることができず、色を識別できません。
そのかわり、桿体細胞には弱光を受容できるという特徴があります。

網膜の視細胞層では、錐体細胞と桿体細胞がそれぞれ異なる働きをしているため、色を識別したり、暗闇の中で弱い光を認識したりすることができるのですね。