Nos yeux ont dû faire des sacrifices pour nous aider à survivre.
La plupart des mammifères dépendent davantage de l'odorat que de la vue. Regardez les yeux du chien - ils sont situés sur les côtés du museau, pas comme les personnes en qui ils sont proches et en avant. Les yeux sur les côtés vous permettent d'augmenter le champ de vision, mais transmettent mal la sensation de profondeur et de distance aux objets. Au lieu d'une bonne vision, les chiens, les chevaux, les souris, les antilopes - et en principe la plupart des mammifères - ont un nez long et humide. Nous, humains, singes humanoïdes et ordinaires, sommes différents d'eux. Et notre vision a une certaine caractéristique inhabituelle qui doit être expliquée.
Au fil du temps, occupant des niches écologiques plus éclairées, nous avons commencé à miser moins sur l'odorat et plus sur la vision. Nous avons perdu le nez mouillé et les stigmates, nos yeux se sont avancés sur le visage et se sont rapprochés les uns des autres, ce qui a amélioré notre capacité à mesurer la distance (nous avons développé une vision binoculaire améliorée). De plus, les singes de l'Ancien Monde, ou les singes à nez étroit, les
catarrhinis , ont développé un trichromatisme: vision des couleurs à partir du rouge, du vert et du bleu. La plupart des autres mammifères ont deux types différents de photorécepteurs (cônes) dans leurs yeux, mais l'ancêtre des singes à nez étroit a subi
une duplication génique , ce qui a créé trois gènes différents pour la vision des couleurs. Chacun d'eux code un photorécepteur accordé à la lumière de différentes longueurs d'onde: courtes (bleues), moyennes (vertes) et longues (rouges). Ainsi, à la suite de l'évolution, nos ancêtres ont développé des yeux tournés vers l'avenir et une vision trichromatique - et nous n'avons plus regardé en arrière.
La vision des couleurs fonctionne en capturant la lumière avec différentes longueurs d'onde et en les comparant pour déterminer les longueurs d'onde réfléchies par l'objet (c'est-à-dire sa couleur). La couleur bleue stimule davantage le récepteur qui accepte les courtes longueurs d'onde et stimule faiblement le récepteur qui accepte les longues longueurs d'onde; la couleur rouge a l'effet inverse. En comparant la stimulation relative de ces récepteurs, nous pouvons distinguer les couleurs.
Afin de mieux percevoir la lumière de différentes longueurs d'onde, les cônes doivent être régulièrement espacés sur tout le spectre perçu par les personnes, de 400 à 700 nm. Si nous regardons la distribution des cônes dans un bourdon, qui a également une vision trichromatique, nous verrons également une distribution uniforme. Et les capteurs des appareils photo numériques doivent également être correctement positionnés afin de percevoir correctement les couleurs. La distribution uniforme des cônes / capteurs fournit un bon revêtement chromatique fin spectral pour les longueurs d'onde accessibles. Mais notre vision ne fonctionne pas tout à fait comme ça.
Notre vision n'a pas une distribution spectrale aussi uniforme. Chez l'homme et les autres catarrhes, les zones d'action des cônes rouges et verts se croisent. Cela signifie que
nous accordons la priorité à une très bonne reconnaissance de plusieurs types de couleurs - en particulier le rouge et le vert - en raison de l'impossibilité de voir autant de couleurs que possible. C'est bizarre. Pourquoi est-il si important pour nous de distinguer le rouge du vert?
Plusieurs explications lui ont été proposées. Le plus simple d'entre eux est peut-être le suivant: cet effet est un exemple de ce que les biologistes appellent
la limitation évolutive . Le gène codant pour le récepteur vert et le gène codant pour le récepteur rouge sont le résultat de la duplication de gènes. Il est probable qu'ils étaient initialement presque identiques en sensibilité, et il n'y avait pas assez de temps pour une sélection évolutive, à la suite de quoi ils deviendraient différents.
Une autre
explication souligne les avantages évolutifs de la proximité immédiate des cônes rouges et verts. Puisqu'il nous permet de distinguer clairement les couleurs vertes et rouges, ainsi que de comprendre les différentes nuances de rose et de rouge, nous sommes capables de distinguer les fruits mûrs, qui passent généralement du vert au rouge ou à l'orange à maturité. Il existe de nombreuses preuves de la réalité de cet effet. Les personnes trichromatiques sont beaucoup mieux en mesure de rechercher les fruits mûrs dans le feuillage vert que les personnes dichromatiques (qui sont généralement appelées personnes atteintes de daltonisme rouge-vert). Plus important encore, les personnes normalement trichromatiques le font mieux que les personnes qui simulent un trichromatisme uniformément réparti dans une expérience. Chez les singes du Nouveau Monde, dont certains sont trichromatiques et d'autres dichromatiques, les premiers reconnaissent les fruits mûrs beaucoup plus rapidement que les seconds, sans trop utiliser leur odorat. Étant donné que les fruits sont un élément essentiel de l'alimentation de nombreux primates, la reconnaissance des fruits est un facteur de sélection plausible, non seulement pour l'évolution du trichromatisme en général, mais aussi pour notre forme spéciale et inhabituelle de trichromatisme.
L'
explication finale est associée à un système de signaux sociaux. De nombreuses espèces de primates utilisent le rouge, par exemple le nez rouge vif d'un mandrill ou des taches rouges sur la poitrine de la gelada, pour la communication sociale. De même, les émotions des gens s'accompagnent d'un changement de teint associé à la circulation sanguine, pâlissant de malaise ou d'excitation, rougissant d'embarras, etc. Peut-être que la reconnaissance de tels signes et signaux peut être associée à une distribution inhabituelle des cônes?
Mes collègues et moi avons récemment testé cette hypothèse expérimentalement. Nous avons pris des images des visages de singes rhésus femelles, qui deviennent rouges lorsque les femelles sont intéressées à s'accoupler. Nous avons préparé des expériences dans lesquelles les gens regardaient des paires d'images de la même femelle, sur l'une desquelles elle était intéressée à s'accoupler, et sur l'autre - non. Les participants ont été invités à choisir le museau d'une femelle qui était intéressée à s'accoupler, mais en même temps, nous avons légèrement modifié les images. Dans certaines approches, les gens ont vu des images originales, dans d'autres, ils ont vu des images avec des couleurs modifiées, imitant ce que verrait un observateur avec un système de perception des couleurs différent.
En comparant différents types de trichromatisme et de dichromatisme de cette manière, nous avons constaté que les gens s'en sortaient mieux avec cette tâche lorsqu'ils utilisaient une vision trichromatique humaine normale - et ils s'en sortaient beaucoup mieux avec une vision normale qu'avec un trichromatisme avec une distribution uniforme des cônes (sans chevauchement) spectres rouge et vert). Nos résultats ont coïncidé avec l'hypothèse des signaux sociaux: le système visuel des gens est meilleur que les autres pour détecter des informations sociales sur les visages d'autres primates.
Cependant, nous n'avons vérifié que la condition nécessaire de l'hypothèse - que notre vision des couleurs s'adapte mieux à cette tâche que d'autres types de vision possibles. Il est possible que ces signaux soient apparus suite à l'évolution afin de profiter de la sensibilité de nos yeux à certaines longueurs d'onde, et non l'inverse. Il est également possible qu'il soit nécessaire d'impliquer plusieurs explications en même temps. Un ou plusieurs facteurs peuvent être liés à l'origine de la distribution des cônes (par exemple, manger des fruits), et d'autres facteurs peuvent être liés au soutien évolutif de cette distribution après son apparition à la suite de l'évolution (par exemple, la reconnaissance des signaux sociaux).
On ne sait toujours pas exactement pourquoi les gens ont développé une vision des couleurs aussi étrange. Cela est peut-être dû à la production alimentaire, aux signaux sociaux, aux limitations évolutives ou à d'autres explications. Cependant, pour étudier cette question, nous avons de nombreux outils - séquençage génétique de la vision des couleurs d'un individu, simulation expérimentale de divers types de vision des couleurs, couplé à des tests de comportement, observation de primates sauvages qui reconnaissent différentes couleurs. Il y a quelque chose d'étrange dans la façon dont nous percevons les couleurs. Nous avons donné la priorité à la possibilité de distinguer plusieurs couleurs spécifiques en raison de la possibilité de voir autant de couleurs que possible. Nous espérons un jour découvrir pourquoi cela s'est produit.