为什么可见光是“可见”光？

       可见光（visible light）指的是电磁波的一部分。电磁波根据其波长不同可以划分为不同波段，一般而言波长在 380 ~ 700 nm 之间的波段被称为可见光，因为这一波段的电磁波可以被人类的眼睛以光的形式接收。不同人类个体接收可见光的波长范围可能略有差异，但基本上在上述波长范围附近。

       那么，为什么可见光是 “可见” 光？（Why the visible light is visible?）换句话说，为什么这一波段的电磁波就可以被人眼 “看见”？

视觉的分子机制:

       对于上述问题的最直接答案是视觉的分子机制。人眼的结构类似于一架高精度的照相机，光线穿过透明的角膜（cornea）和虹膜（iris）包围的瞳孔（pupil），经过晶状体（lens）的折射在视网膜（retina）上形成空间分布的像。而视网膜上则分布着主要检测光强度的视杆细胞（rod cell）和主要检测颜色的视锥细胞（cone cell），它们是视觉形成的细胞基础。

      视杆细胞与视锥细胞对光的响应程度虽然略有差异，但它们发生光响应的机制都是类似的。以视杆细胞上的视紫红质（rhodopsin）为例，它由一个细胞膜上的七次跨膜蛋白（视蛋白，opsin）和视黄醛（retinal）辅基组成。视蛋白是 G 蛋白偶联受体（GPCR）的一种，视黄醛辅基以共价键结合在其第七个跨膜 α螺旋片段的赖氨酸残基上。

      恰巧在可见光（对视紫红质而言是波长 500 nm 左右的电磁波）照射下，11 位顺式构型可以转变为全反式构型，从而导致视黄醛辅基从视蛋白上脱离。辅基的脱离造成视紫红质构象变化，经过信号转导导致细胞膜内外离子电位发生变化，产生神经电信号。这一信号经过视神经传入大脑，就使得我们产生了视觉。

       因此，从视觉的分子机制出发，我们可以这么回答：正由于视黄醛分子的构型转变反应恰好响应了可见光波段的电磁波，这才导致这一波段的电磁波能被我们 “看见”。

      但是，这随之带来另一个问题：为什么视觉产生要依赖视黄醛分子呢？如果换成别的分子，不就可能在别的电磁波段发生视觉响应了吗？

视觉的进化历程:

       要回答这个问题，需要了解生物视觉的进化过程。植物一般而言是没有视觉的，但具有光敏性，最重要的植物光敏性质是光合作用，并可观测到某些植物（如向日葵）的趋光性。

       多细胞生物产生后，眼的多样性随之发展起来。大自然中可见形态各异、功能不同的眼，例如无脊椎动物中蚯蚓的单细胞眼、水母的盆眼、蜗牛的泡眼、昆虫的复眼以及脊椎动物和少数无脊椎动物（如章鱼）所共有的透镜眼等。对这些千奇百怪的眼的进化，生物学家曾经的观点是经过了多次独立进化起源。但近来分子进化的研究发现，所有动物的眼睛发育都受到 Pax 6 基因家族的控制，并且 Pax 6 是一个高度同源保守的基因家族。这就更倾向于说明，眼的进化是单源的。

       如果眼的进化是单源的，眼中最关键的分子结构---光敏分子也应当是单源的。事实上，除了一些进化树上较为原始的生物使用黄素等分子作为光敏分子外，绝大多数动物都使用了七次跨膜蛋白和视黄醛类分子作为感光元件。而视黄醛分子是维生素 A 的部分氧化产物，又可由植物中广泛存在的天然色素---β-胡萝卜素氧化得到，来源和代谢路径明确，被生物进化选中作为光敏分子也在情理之中。

       不过，上面的分析只说明了进化选择视黄醛分子的充分性，但还没有回答其必要性，是不是只有视黄醛分子才能完成光敏职能呢？

思考分析：

       可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围;一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400~760nm之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380~780nm之间的电磁波。

      正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波最为敏感，这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。人眼可以看见的光的范围受大气层影响。大气层对于大部分的电磁辐射来讲都是不透明的，只有可见光波段和其他少数如无线电通讯波段等例外。不少其他生物能看见的光波范围跟人类不一样，例如包括蜜蜂在内的一些昆虫能看见紫外线波段，对于寻找花蜜有很大帮助。最近的一项研究发现，可见光也有可能"透视"肉身。

总结: 

      因此，太阳（可见光）进化发展了人类“视网膜对可见光的感光功能”。     

       视杆细胞上的视紫红质，它由（视蛋白，opsin）和视黄醛（retinal）辅基组成。视黄醛分子是由维生素 A 氧化而来的。恰巧在可见光（对视紫红质而言是波长 500 nm 左右的电磁波），正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波最为敏感，这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。

      从视觉的分子机制出发，我们可以这么回答：正由于视黄醛分子的构型转变反应恰好响应了可见光波段的电磁波，这才导致这一波段的电磁波能被我们 “看见”。

      而视网膜上则分布着主要检测光强度的视杆细胞和主要检测颜色的视锥细胞，它们是视觉形成的细胞基础。

      因此，视网膜营养补充如“花青素、维生素A、叶黄素”等营养素。