thumb|Oko ślimaka thumb|Oczy złożone thumb|Oko kota Oko – receptorowy narząd zmysłu wzroku. Najprostsze oko ma tylko zdolność wykrywania pewnego zakresu promieniowania elektromagnetycznego; bardziej skomplikowane jest w stanie dostarczyć informacji o kierunku padania światła, jego intensywności oraz kształtach obiektów.
Rodzaje oczu nabłonkowe kubkowe oko jamkowe – u meduz oko naupliusowe oczy boczne – położone z boku ciała fotoreceptory wrotków (Rotifera) oczy mózgowe – nieparzyste lub parzyste fotoreceptory położone na szczycie ciała wrotków (Rotifera) oczy inwertowane – występują u płazińców wirkokształtnych oczy muszlowe – występują u chitonów oczy pygidialne – położone na pygidium oczy wieloszczetów oczy skrzelowe – położone na koronie skrzelowej oczy wieloszczetów oczko Hessego – u prymitywnych strunowców oczko boczne – przyoczko boczne oczko grzbietowe – przyoczko grzbietowe oko ciemieniowe ocelle (oczko) omatidium oczy złożone (mozaikowe, fasetkowe) oczy apozycyjne oczy superpozycyjne
Ewolucja oka
thumb|Główne etapy kręgowców mały|Różnice między oczami kręgowców i głowonogów: plamka ślepa (4) nie występuje u tej drugiej grupy Plamki oczne lub bardzo prosty typ oczu umożliwiają wykrywanie kierunku padania światła oraz ocenę jego intensywności, lecz nie pozwalają na widzenie przedmiotów. Narządy do tego zdolne wytworzyły jamochłony, pierścienice, pazurnice, stawonogi, mięczaki i kręgowce. Efektywny proces formowania obrazu, widzenie, wymaga bardziej złożonej konstrukcji, zwykle wyposażonej w soczewkę, która skupia wiązkę światła na komórkach światłoczułych. W ewolucji oka pojawienie się soczewki było przełomowym momentem. Dalsza ewolucja oka polegała na doskonaleniu systemu soczewek, czemu towarzyszył postęp w tworzeniu obrazu w komórkach światłoczułych. Dwa zasadniczo odmienne typy oka o złożonej konstrukcji to fotograficzne oko kręgowców i niektórych głowonogów (mątw i ośmiornic) oraz oko złożone stawonogów.
Długo uważano, że oczy ewoluowały niezależnie wiele razy, obecnie wiadomo jednak, że za wykształcenie oczu zarówno bezkręgowców, jak i kręgowców odpowiada wspólny mechanizm genetyczny (m.in. gen ), co oznacza, że oczy są narządami głęboko homologicznymi.
Najbardziej rozwinięte ewolucyjnie są oczy kręgowców i oczy głowonogów, choć pod niektórymi względami pierwotniejsze oczy złożone okazują się być efektywniejsze. Na przykład kręgowce do widzenia przestrzennego potrzebują dwojga oczu, natomiast stawonogi, przykładowo rawki z rzędu ustonogich, widzą przestrzennie każdym okiem z osobna. Owady widzą światło o różnej długości fali, od czerwieni do ultrafioletu, a także polaryzację światła. Oko złożone jest również o wiele bardziej wrażliwe na błyski – jeszcze przy częstotliwości 265 błysków na sekundę, podczas gdy oko ludzkie nie rejestruje już błysków powyżej 45–53 na sekundę, dlatego postrzegamy np. światło świetlówki jako ciągłe, chociaż pulsuje ono z częstotliwością 100 lub 120 błysków na sekundę. Obraz w oku złożonym musi więc być niezwykle migotliwy, dzięki czemu jest ono niezwykle wrażliwe na ruch.
Ewolucyjną historię fotograficznego oka kręgowców udało się poznać między innymi na podstawie badań śluzicy. U tego zwierzęcia oko jest narządem służącym do regulacji rytmu dobowego i sezonowego. U śluzicy siatkówka składa się z dwóch warstw (komórki zwojowe i fotoreceptory), oko nie posiada rogówki, soczewki, tęczówki ani mięśni poruszających okiem. Struktury te posiada natomiast oko minogów. Siatkówka ma tu już trzy warstwy (komórki zwojowe, komórki dwubiegunowe i fotoreceptory). Linki zewnętrzne w formie wideo (en.) Public Broadcasting Service (PBS) – Genetic Toolkit; Neil Shubin and Sean B. Carroll discuss homeobox genes, a set of genes that produce basic body parts in all animals … International workshop on Evolution in the Time of Genomics - part 07; 7–9 May 2012, Venice, Italy ; w treści wykład Waltera Gehringa: „The evolution of vision”
Plamka oczna Najprostsze narządy światłoczułe występują u parzydełkowców i płazińców. Zwane są również oczkami (ocelli) lub stigmą. Wypławek Planaria agilis ma narządy wzroku (czasem nazywane oczami inwertowanymi) wyraźnie widoczne na ciele w postaci dwóch czarnych plamek, składające się z kielichów wysłanych warstwą barwnika. Ten czarny barwnik osłania przed światłem skupienia komórek światłoczułych, wyjąwszy światło docierające od góry i od przodu. Umożliwia to wypławkowi wykrycie kierunku, z którego dociera światło i podążanie w jego stronę. Tego typu narząd wzroku reaguje również na zmianę intensywności światła.
U larwy pierścienicy występuje para fotoreceptorów składających się z komórki fotoreceptorowej (neuron uwalniający acetylocholinę pod wpływem światła, połączony bezpośrednio z aparatem ruchu) wypełnionej r-opsyną oraz komórki blokującej dostęp światła od strony ciała (co zapewnia widzenie kierunkowe).
Oko złożone (mozaikowe, fasetkowe)
thumb|Oczy złożone Calliphora vomitoria W przeciwieństwie do plamki ocznej oko złożone umożliwia widzenie przedmiotów. Różni się również strukturalnie i funkcjonalnie od oka prostego. Składa się z ommatidiów zgrupowanych w oko złożone, ich liczba jest różna u różnych gatunków, u niektórych jest ich jedynie kilkanaście, a u innych kilkanaście tysięcy. Każde ommatidium jest zbudowane z rogówki, soczewki, stożka krystalicznego, komórek zmysłowych (np. sztyfcików) oraz komórek pigmentowych. Każda część oka stawonoga jest w rzeczywistości oddzielnym „miniokiem” mającym własną soczewkę skupiającą światło na pojedynczym receptorze. Owad zatem widzi świat jako mozaikę położonych obok siebie plamek, jednak po połączeniu miniobrazów w mózgu uzyskują obraz podobny do tego na ekranie telewizora, który doskonale spełnia swoje funkcje. Nie dostrzega tak wielu szczegółów jak oko ludzkie, lecz może o wiele lepiej rejestrować ruch. Wrażliwość oka wzrasta w przyćmionym świetle, a zarazem jest ono chronione przed nadmiernym pobudzeniem w jasnym świetle. Dzieje się tak dzięki możliwości przemieszczania barwników, które u owadów są pod kontrolą nerwową, a u skorupiaków pod kontrolą hormonalną.
Oko proste thumb|Schemat gałki ocznej u człowieka:1: komora ciała szklistego 2: rąbek zębaty siatkówki3: mięsień rzęskowy 4: obwódka rzęskowa 5: kanał Schlemma 6: źrenica 7: komora przednia oka8: rogówka 9: tęczówka 10: kora soczewki 11: jądro soczewki 12: wyrostek rzęskowy 13: spojówka14: mięsień skośny, dolny 15: mięsień prosty, dolny16: mięsień prosty, przyśrodkowy 17: tętnice i żyły siatkówki 18: tarcza nerwu wzrokowego 19: opona twarda 20: tętnica środkowa siatkówki 21: żyła środkowa siatkówki 22: nerw wzrokowy 23: żyła wirowata 24: otoczka gałki ocznej 25: plamka żółta26: dołek centralny siatkówki 27: twardówka28: naczyniówka 29: mięsień prosty, górny30: siatkówka Występuje u kręgowców, przykładem jest oko ludzkie.
Budowa Zbudowane jest z soczewki ze zmienną i regulowaną ogniskową, tęczówki (przesłony) regulującej średnicę otworu (źrenicy), przez którą wpada światło, oraz światłoczułej siatkówki w głębi oka. Podobnie jak w oku złożonym i plamce ocznej, w oku prostym również obecny jest czarny pigment. Komórki, które go zawierają, przylegają od tyłu do siatkówki (ta część oka nazywana jest naczyniówką, biegną tam także naczynia krwionośne). Służą one do absorbowania nadmiaru światła i zapobieganiu zacieraniu konturów tworzonego obrazu, co może się dziać przez odbijanie się światła wewnątrz oka. Oko proste jest dobrze ukrwione. Budowę oka prostego można skutecznie porównywać z budową aparatu fotograficznego.
Twardówka, czyli zewnętrzna warstwa gałki ocznej, jest mocną, matową, nieprzepuszczalną warstwą tkanki łącznej, która chroni oko wewnętrzne i nadaje mu konieczną sztywność. W przedniej części oka znajduje się trochę cieńszy i przezroczysty obszar, zwany rogówką. Dalej, w komorze przedniej oka (pomiędzy tylną powierzchnią rogówki a przednią powierzchnią tęczówki) i w komorze tylnej oka (pomiędzy tylną powierzchnią tęczówki, ciałkiem rzęskowym i przednią powierzchnią soczewki) znajduje się wodnisty płyn – ciecz wodnista oka. Komora ciała szklistego (ograniczona od przodu przez soczewkę i ciało rzęskowe, a z pozostałych stron przez siatkówkę) wypełniona jest ciałem szklistym. Ku przodowi naczyniówka wrasta do wnętrza oka w postaci ciała rzęskowego (zbudowanego z wyrostków rzęskowych i mięśnia rzęskowego). Kolejnym elementem budowy oka jest tęczówka, zbudowana z pierścienia mięśni gładkich o różnym kolorze (zależnie od rodzaju i ilości barwnika) – stąd tzw. kolory oczu. Wyżej wymienioną naczyniówkę pokrywa siatkówka, zajmująca 2/3 powierzchni gałki ocznej. W niej znajdują się ogromne ilości komórek nerwowych, a za nimi kolejne rzesze komórek fotoreceptorowych: pręciki (wykrywające kształt i ruch), liczniejsze na peryferiach siatkówki, i czopki (wykrywające barwę), skupione w niewielkim zagłębieniu w centrum siatkówki, czyli plamce żółtej (na plamce ślepej nie ma fotoreceptorów, gdyż od niej wychodzi nerw wzrokowy). Bardzo ważna jest obecność rodopsyny w pręcikach i jej podobnych barwników w czopkach. Od powierzchni gałki ocznej odchodzi sześć mięśni, które ciągną się do różnych punktów w kostnym oczodole, dzięki temu gałka może się poruszać.
Oko jest chronione przez różną liczbę powiek (w zależności od organizmu), a także trójwarstwowy film łzowy (łzy, będące wydzieliną gruczołów łzowych). Substancja ta rozprowadzana i odprowadzana jest przez powieki podczas mrugnięcia. Zanieczyszczone warstwy sprowadzane są do kącika oka, gdzie spływają kanałem nosowo-łzowym. Istnieją oczywiście wyjątki, jak np. żyjące w wodzie ryby, dla których zarówno powieki, jak i łzy są zbędne (choć niektóre rekiny mają przesłonę migawkową, zapobiegającą oślepieniu przez światło).
Działanie oka Światło przechodzi przez przednią część twardówki – rogówkę – po czym: wpada do oka przez źrenicę regulowaną tęczówką – kolorową częścią oka przechodzi przez soczewkę, która załamuje promienie świetlne przechodzi przez ciało szkliste promienie padają na wewnętrzną warstwę oka, czyli siatkówkę składającą się z fotoreceptorów (czopków i pręcików) i na której powstaje odwrócony obraz, poprzez nerw wzrokowy i dalsze składniki drogi wzrokowej impulsy nerwowe są przekazywane do ośrodków wzrokowych kory mózgowej.
Elementy ciała rzęskowego, czyli wyrostki rzęskowe, to promieniście ułożone fałdy, które wydzielają ciecz wodnistą (mającą udział w sztywności gałki ocznej), natomiast mięsień rzęskowy umożliwia zmianę krzywizny soczewki, co zmienia jej ogniskową i sprawia, że oko ma zdolność do akomodacji.
Widzenie stereoskopowe Człowiek ma oczy przystosowane do widzenia stereoskopowego, ułożone blisko siebie z przodu głowy. Każde z oczu odbiera minimalnie inny obraz, który scala się w ośrodku wzrokowym i dzięki temu umożliwia widzenie trójwymiarowo (przestrzennie), jednak tylko w pewnych odległościach (do ok. 50 m). Widzieć stereoskopowo mogą także inne zwierzęta, mimo innego usadowienia i budowy oczu.
Budowa oka Schemat budowy anatomicznej oka 460px1. twardówka2. naczyniówka3. kanał Schlemma4. wyrostek rzęskowy5. rogówka 6. tęczówka7. źrenica8. komora przednia oka9. komora tylna oka10. ciało rzęskowe 11. soczewka12. ciało szkliste13. siatkówka14. nerw wzrokowy15. więzadełko rzęskowe
Błona włóknista oka (tunica fibrosa bulbi) rogówka (cornea) – w przedniej części gałki ocznej twardówka (sclera) – otacza gałkę oczną
Błona naczyniowa oka (tunica vasculosa bulbi) naczyniówka (choroidea) blaszka nadnaczyniówkowa (lamina suprachoroidea) blaszka naczyniowa (lamina vasculosa) blaszka naczyń włosowatych (lamina choroidocapillaris) blaszka podstawna (lamina basalis) ciało rzęskowe (corpus ciliare) blaszka nadnaczyniówkowa (lamina suprachoroidea) mięsień rzęskowy (musculus cilliaris) włókna południkowe (fibrae meridionales) = mięsień Brückego włókna okrężne (fibrae circulares) = mięsień Müllera warstwa naczyniowa (stratum vasculosum) z wyrostkami rzęskowymi (processus ciliares)