Для ночного зрения максимум спектральной чувствительности составляет 507 нм, а дневного 555* нм. С дневным все ясно - эволюционная привязка к максимуму солнечного спектра. Кстати, интересно, как менялся последний за прошедший, скажем, миллиард лет? А вот что за цифра 507? Ночью есть какой-то источник с максимумом в этой области или это просто эволюция еще недоработала? Спектральные свойства луны на отражение в инете найти не удалось, равно как и ответ на поставленный вопрос (спектров отражательной способности луны в открытом доступе не нарыл).

* Понятно, что там 3 кривых для R, G и B, но самая большая чувствительность вокруг 555 нм, поэтому ее можно считать за максимум.

У приматов есть руки, тема эволюции - хватательные конечности. Развились эти конечности в лесу,на деревьях. В качестве подтверждения можно взять факт, что большая часть видов приматов до сих пор живет на деревьях.
В лесу,в сумерках, больше всего того света, который отражают листья
507 нм (зеленая область). ...

Наверное, не стоит сбрасывать со счетов и тот факт, что для бОльших энергий количество-частота ложных срабатываний глаза-фотоприемника от тепловых колебаний его молекул меньше примерно в е раз на каждые кТ. Падает освещенность, но падает и шум, соотношение сигнал-шум может быть лучше именно для этого случая. Хотя может быть и одна из случайностей биоэволюции. Там навалено столько факторов, что назвать главный нелегко. Я бы не решился.

Это верная мысль, что днем, когда солнце светит, в глаз приходит столько фотонов, что можно позволить себе роскошь различать их по цветам. Но ночью главное - это эффективность измерения сигнала. Поэтому естественно ожидать, что пик чувствительности должен быть не очень далеко от 550, но сдвинут в сторону более высокоэнергетичных фотонов, чье измерение будет менее шумным.

На самом деле ночное зрение - один из наиболее хорошо изученных примеров оптимальности биологической системы. Про сдвиг по длине волны я не задумывался и не знаю, известно ли какое-то вычисление, приводящее к количественно разумному результату. Но вот насчет спонтанной изомеризации родопсина и роли в этом деле kT, высоты барьера и энергии фотона есть такой интересный факт (имеющий лишь косвенное отношение к вопросу qBot'а, но раз речь об этом зашла, то вроде как к слову, а факт интересный). Родопсин -- это комплекс из собственно светочувствительного пигмента ретинала и вспомогательного белка опсина, который его "держит". Так вот, темп спонтанной (тепловой) изомеризации ретинала в 1000 раз выше спонтанной изомеризвции родопсина. Так что если у нас в глазу опсина не было бы, мы бы в темноте на фоне сплошных ложных срабатываний не видели ровно ничего. Но при этом известно, что энергия активации для обоих веществ примерно одинакова, то есть высота энергетического барьера, разделяющий два изомера, почти такая же. Так что эволюция "придумала" способы борьбы с тепловым шумом, которые не сводятся просто к использованию более высокоэнергетичных фотонов.

Енергия кванта с длиной волны 507 нм примерно 2,45 эВ, с 555 нм - 2,23 эВ, разница - 0,22 эВ.
Упомянутому соотношению скоростей-частот активации в 1000 раз соответствует разность энергий примерно kT*ln1000=0,18 эВ. Прямой выигрыш соотношенмя сигнал-шум примерно e^{(0,22-0,18)/0?0,026}=4,66 раза. Сумеречная освещенность обусловлена рассеянием солнечного света верхними слоями атмосферы, поэтому ее спектр сильно смещен в синюю область относительно дневного (днем небо тоже синее), что дополнительно намного увеличивает соотношениее сигнал-шум. Поэтому вряд ли эволюции нужно было придумывать что-либо еще. Тем более, что она почему-то не использует даже несравненно более эффективные экстрасенсорные инструменты типа фазированных антенных решеток, элементы которых наблюдаются в каждой живой клетке.
(Здесь: Студенческий форум Физфака МГУ > Наука физика > Проверка теорий на прочность > Клетка - фазированная антенная решетка 123 Посл. сообщение 12.03.2011, 15:26 )

Про смещение сумеречного освещения в синюю часть это вы верно подметили. У луны практически тот же спектр, что у солнца, но вы правы, ночное зрение -- оно не для лунной полночи, а для сумерек, когда именно рассеяние в атмосфере играет основную роль. Так что можно дальше ничего и не придумывать.

Но что касается вашего количественного рассуждения про выигрыш в соотношении сигнал/шум, то я с ним не совсем согласен. Я как раз хотел обратить внимание на удивительный экспериментальный факт, что в случае родопсина три порядка величины в разнице темпов спонтанной изомеризации достигаются при практически идентичных энергиях активации. Что лишний раз свидетельствует о, если хотите, "изобретательности" эволюции, а главное о том, что в биологии методы оценок порядка величин, столь любимые физиками, очень часто неприменимы. Потому что в физике все безразмерные коэффициенты всегда порядка единицы, и аргумент такой: "если он не порядка 1, а 1000, то с чего бы ему быть таким большим"? А в биологии на это простой ответ: потому что если ты ночью ничего не видишь, то тебя съедят и все.

А как с этим у других животных?

Как у других животных, не знаю. В самом деле было бы интересно узнать. К сожалению, нет времени поискать по литературе: Этот вопрос точно изучали.

Ночью и днем разные типы клеток свет регистрируют

Ну ясное дело, разные. Про это в самом первом посте было сказано. Зато механизм, кстати, одинаков, только светочувствительный пигмент разный.

Я бы не назвал идентичными энергии больше 2 эВ с разницей почти 10%, меняющей в 5 раз чувствительность и в 1000 раз скорости реакций. Да и в магазине немногие согласились бы, чтобы их только обвесили на 10% картошки, даже не пытаясь их съесть.

Кстати, люди и звери не видят ультрафиолетового и инфракрасного излучений, которые им еще больше пригодились бы и тоже "незначительно" (в доли раза) отличаются от упомянутых, по тем же причинам. УФ свыше 3 эВ слишком разрушает не только родопсин, но и сопутствующие конструкции-биоткани, а ИК меньше 1,5 эВ не виден за шумами. А ведь разница от максимума 2,2 эВ "всего лишь" порядка 50-60%. Просто такова физика-природа этих эффектов.

Где то читал лет 30 назад, что проводили эксперимент, в ходе которого выяснили, что кошки различают более 3 десятков серого цвета

А некоторые существа видят даже в средней ИК области. Например, змеи плюются ядом в глаза явно по теплу (длина волны 5-10 мкм). Правда, недалеко, но это ограничение может быть и не оптическим.

to АИД
Вы меня не поняли. Конечно, если энергии активации такие разные, что темп реакции в 1000 раз отличается, то их идентичными не назовешь. Но насколько мне известно, измерения энергий активаций показывают, что их разница несущественна и множителя в 1000 не дает (конкретных цифр не помню, но отличие по крайней мере на порядок). Поэтому разный темп спонтанной изомеризации достигается другим способом. Либо энтропийным вкладом, либо за счет префактора. (Я не уверен, кстати, что конкретный механизм известен.) Поэтому я и пишу, что в физике мы привыкли считать, что экспоненциальным членом все определяется, но это в предположении, что безразмерный множитель перед экспонентой - порядка единицы. А в биологии он быть порядка единицы вовсе не обязан.

Я, действительно, не полностью понял пока, в чем проблема, поэтому прошу извинить, если что не так. Я просто привык, что "физика" везде "природа" (дословный перевод с греческого), а "биология" - ее неотъемлемая часть. И что a^x>x^a при (a,x)>1. И там, где они перемножаются и складываются, главной оказывается экспонента. А здесь, вроде бы, такой случай. Поэтому и упоминал только экспоненту. Наличие префактора-катализатора, естественно, способно существенно изменять скорости реакций, особенно, если он способен переключать другие потоки энергии на данную реакцию подобно усилителям в радиотехнике. Но и здесь должна работать та же экспонента, только увеличенная префактором.

a^x>x^a при (a,x)>1

Проверьте a=2, x=3. Еще попробуйте a=x.

Подумайте.

Н-да... Чистый ляп. Могу только сказать "Спасибо. И извините, пожалуйста".
В эти дни было маловато времени. Спешил, чтоб не нарушить срок ответа. Сначала было "a^x>x^a при x>a>е ". Но захотел, чтоб красивее было, а помехоустойчивость начала желать лучшего... Конечно, "и на старуху бывает проруха". Но если б Вы знали, как не хочется еще... Хуже, чем после праздника похмелья.

a^x>x^a при x>a>е

А это утверждение можно усилить: верно при x>a>1.

Ошибка, на которую я указываю, не только формальная. В природе бывают ситуации (малые аргументы, в первую очередь), когда степенная функция "забивает" показательную.

Поэтому я и начал впопыхах уточнять этим "при", и доуточнялся... Кстати, спасибо за перенос "Парадокса Гюйгенса". Там то же было. Это меня и смущает. Я, конечно, выводы сделал, но если так и дальше пойдет, то сначала увеличится до неинтересности трудоемкость написания, а там недалеко и до списания.