Cone spectral sensitivity in the harbor seal (Phoca vitulina) and implications for color vision

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Abstract

The retinas of harbor seals (Phoca vitulina) contain two morphologically distinct photoreceptor types: rods and cones. The spectral properties of the cones have not been previously studied. The spectral sensitivities of the cones of harbor seals were measured using a retinal gross potential technique, flicker photometric electroretinography. We found a cone spectral sensitivity curve with a peak at about 510 nm. The shape of the spectral sensitivity curve remained invariant despite large changes in chromatic adaptation, implying that harbor seals have only a single cone photopigment. This means that harbor seals must lack color vision at photopic light levels. Any color discrimination in this species would have to be based on combined input from rods and cones and thus restricted to mesopic light levels. The spectral sensitivity of the cone pigment in the harbor seal is shifted to shorter wavelengths than those of terrestrial carnivores, consistent with adaptation to the aquatic photic environment.

La rétine du Phoque commun (Phoca vitulina) contient deux types de photorécepteurs morphologiquement distincts: des bâtonnets et des cônes. La sensibilité spectrale des cônes n'a jamais été étudiée auparavant. La sensibilité spectrale des cônes du Phoque commun a été mesurée au moyen d'une technique d'évaluation du potentiel rétinien brut, l'électrorétinographie au photomètre à papillotement. Nous avons obtenu une courbe de sensibilité spectrale avec un maximum à 510 nm. La forme de la courbe de sensibilité spectrale est demeurée invariable malgré d'importants changements d'adaptation chromatique, indiquant que les phoques possèdent un seul photopigment dans leurs cônes, ce qui les rend sans doute incapables de détecter la couleur aux intensités lumineuses photopiques. Toute reconnaissance de la couleur chez cette espèce dépend donc probablement du fonctionnement combiné des bâtonnets et des cônes et, dans ce cas, est donc limitée aux intensités lumineuses mésopiques. La sensibilité spectrale du pigment des cônes chez le Phoque commun se situe donc à des longueurs d'onde plus courtes que celle des carnivores terrestres, ce qui dénote une adaptation au milieu photique aquatique.

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