5種最奇怪的動(dòng)物眼睛:它們看到的世界 我們無(wú)法想象
當(dāng)您以特定某種方式看待世界時(shí),很容易就忘記并非所有生物都看到了相同的情景。
除了對(duì)顏色主觀體驗(yàn)的哲學(xué)考慮之外,不同的生物體已經(jīng)進(jìn)化出以完全不同的方式看待世界——眼睛的結(jié)構(gòu)和配置針對(duì)各種環(huán)境進(jìn)行了優(yōu)化。
有一些眼睛我們很好理解,比如食草動(dòng)物的水平瞳孔讓它們能夠看到周圍環(huán)境的全景,這有助于它們看到捕食者的到來(lái),并在逃跑時(shí)避開(kāi)障礙物,而夜間掠食者的瞳孔是垂直的,可以最大限度地提高夜視能力。
然而,在這個(gè)壯麗、廣闊、多樣化的世界中,還有其他種類的眼睛以我們無(wú)法想象的方式觀看世界。
下面是已知的5種世界上最奇怪的眼睛。
一、不是眼睛的眼睛——石鱉
當(dāng)您想到眼睛時(shí),您肯定會(huì)想到它至少是由細(xì)胞構(gòu)成的,但是這種叫作石鱉的奇怪海洋軟體動(dòng)物,它們的眼睛是由“石頭”構(gòu)成的。
這些小型生物是多板綱的,它們身體的外面被一個(gè)厚厚的連鎖“板甲”保護(hù)著,完全融入周圍的巖石中,難以被人發(fā)現(xiàn)。
它們?cè)趲r石上爬行,吃著在那里發(fā)現(xiàn)的任何東西,但如果您沿著它甲殼的周邊和底部尋找它們的眼睛的話,那么您根本找不到哪個(gè)器官可以當(dāng)作眼睛來(lái)用。
當(dāng)然,石鱉是有眼睛的,只是它們沒(méi)有常規(guī)柔軟的眼睛,它們的眼睛在它們的甲殼上,并且是由礦物制成的——更具體地說(shuō)是一種稱為文石的碳酸鈣。
另外,石鱉還不止一對(duì)眼睛,它和一些軟體動(dòng)物一樣擁有許多眼睛,只是石鱉的眼睛是無(wú)規(guī)則地散布在它們的甲殼表面。
如上圖,深色部分就是石鱉的眼睛,這些眼睛由一個(gè)文石晶狀體和某種視網(wǎng)膜組成,被稱為微眼(aesthetes),它們甲殼上有數(shù)百個(gè)這樣的微眼,組成一個(gè)復(fù)雜的視覺(jué)網(wǎng)絡(luò),可以吸收光線解析圖像。
科學(xué)界至今都沒(méi)有搞清楚,石鱉的視覺(jué)信息是如何被大腦處理的,但它們可以幫助我們更好地理解過(guò)去眼睛進(jìn)化所經(jīng)歷的一些瘋狂的事。
首先,不難發(fā)現(xiàn),這種眼睛是非常原始的,最古老的石鱉化石可以追溯到4億年前,它是古老的生物,并保留了包括眼睛在內(nèi)的一些古老特征。
其次,科學(xué)家推測(cè)已滅絕的三葉蟲(chóng)也有眼睛,也是由礦物組成——其晶狀體是由方解石制成的,三葉蟲(chóng)的眼睛可能就是動(dòng)物史上第一個(gè)真正復(fù)雜的眼睛。
所以,研究石鱉可以幫助我們了解很多關(guān)于地球上動(dòng)物視覺(jué)的進(jìn)化。
二、真正的超能眼睛——螳螂蝦
在動(dòng)物王國(guó)中,已知的最復(fù)雜的眼睛屬于底棲海洋甲殼類動(dòng)物——螳螂蝦。
人類可以看到色彩斑斕的世界,其實(shí)我們的眼睛在哺乳動(dòng)物中已經(jīng)是非常強(qiáng)大的,大部分哺乳動(dòng)物的眼睛看不到這么多顏色,這和哺乳動(dòng)物在過(guò)去通常在夜間活動(dòng)有關(guān)系。
決定眼睛看到多少顏色是眼睛中的視錐細(xì)胞,而決定眼睛能在夜間看到東西的是視桿細(xì)胞,人類有三種視錐細(xì)胞——分別對(duì)紅綠藍(lán)三個(gè)可見(jiàn)光波段敏感,以及一種視桿細(xì)胞——它對(duì)自然光的大部分波長(zhǎng)都敏感,但它無(wú)法分辨彼此。
這4種光感受細(xì)胞構(gòu)成了我們的視覺(jué),三種視錐細(xì)胞的相互作用讓我們看到了彩色世界,而豐富的視桿細(xì)胞讓我們?cè)谝雇硪材芸吹绞挛铮ㄈ搜蹞碛?.2億個(gè)視桿細(xì)胞,而三種視錐細(xì)胞總共只有600萬(wàn)個(gè))。
螳螂蝦是一種色彩繽紛的小型蝦蛄,這可能和它們異常強(qiáng)大的眼睛也有關(guān)系,它們的復(fù)眼里擁有16種光感受細(xì)胞——是已知最多的。
其中12種是用顏色相關(guān)的,具有常見(jiàn)的彩色感光細(xì)胞,以及對(duì)紫外線敏感的感光細(xì)胞,看到紫外線并不特別,有許多動(dòng)物都能做到,但是螳螂蝦可以看到五個(gè)不同的紫外線頻段。
另一方面,它們還可以看到偏振光。
與看到紫外線一樣,也有很多動(dòng)物可以看到偏正光,但是螳螂蝦是唯一能看到圓偏振光的動(dòng)物。
由于研究人員已經(jīng)證明,快速生長(zhǎng)、混亂的癌細(xì)胞實(shí)際上與健康組織會(huì)不同地反射偏振光,所以螳螂蝦被認(rèn)為可以在癥狀出現(xiàn)之前發(fā)現(xiàn)癌癥。
現(xiàn)在有許多科學(xué)團(tuán)隊(duì)正在積極仿生它們的眼睛,以設(shè)計(jì)出能夠提前看到癌癥的相機(jī)。
除此之外,螳螂蝦的每只眼睛都能獨(dú)立移動(dòng),而且單個(gè)眼睛就能感知到深度,而包括人類在內(nèi)的大部分動(dòng)物只能通過(guò)兩只眼睛相互作用來(lái)感受深度。
三、看到地球磁場(chǎng)——一些鳥(niǎo)類
鳥(niǎo)類有著又小又圓的眼睛,但它們的眼睛比我們強(qiáng)大許多。
我們前面提到過(guò),人眼有4種光感受細(xì)胞,而大部鳥(niǎo)類有6種,4種視錐細(xì)胞——比我們多的一種就是對(duì)紫外線敏感的,以及1種視桿細(xì)胞和1種不尋常的雙視錐細(xì)胞——可提供非彩色運(yùn)動(dòng)感知。
這似乎沒(méi)法和螳螂蝦相提并論,但是有一些候鳥(niǎo)在這個(gè)基礎(chǔ)上可以看到地球的磁場(chǎng),以此幫助它們導(dǎo)航,從而完成跨洲的超遠(yuǎn)遷徙。
長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),人們并不清楚那些長(zhǎng)距離遷徙的候鳥(niǎo)是如何完成遷徙的,直到最近,科學(xué)家將其中的原因范圍縮小到一類被稱為隱色素的光敏蛋白質(zhì)。
這種蛋白質(zhì)依賴藍(lán)光,這表明鳥(niǎo)類的磁感受可能是基于視覺(jué)的。
四、一眼兩用——四眼魚(yú)
“四眼魚(yú)”聽(tīng)起來(lái)視乎是長(zhǎng)了四只眼睛一樣,其實(shí)并不是的,它們只有兩個(gè)眼睛,只是和身體相比顯得特別大,而且這雙大眼睛已經(jīng)進(jìn)化出令人難以置信的適應(yīng)能力。
它們的生態(tài)位是水面,它們大部分時(shí)間都花在水面上,捕食那些在水生生態(tài)系統(tǒng)周圍盤旋的昆蟲(chóng)。
它們大大且凸起的眼睛有助于它們露出空氣,并更好的看到飛蟲(chóng),但有意思的地方是,它們眼睛很大,以至于有一半是在水下的,這讓事情變得相當(dāng)有趣。
它們的每個(gè)瞳孔分為兩半,其中一半位于水線上方(背側(cè)),而另一半位于水線下方(腹側(cè)) 。
通過(guò)這種方式,四眼魚(yú)可以同時(shí)看到水面和水下——光線傳播不同的環(huán)境以觀察捕食者和獵物。
更有趣的地方是,水面和水下部分晶狀體的厚度是有所不同的,以適應(yīng)空氣和水生介質(zhì)的不同折射率。
另外,角膜上皮的厚度也不同,視網(wǎng)膜感光細(xì)胞中的蛋白質(zhì)也略有不同——水面視網(wǎng)膜對(duì)綠光更敏感,水下視網(wǎng)膜對(duì)黃光更敏感。
一只眼睛擁有兩種完全不同的適應(yīng),叫它們四眼魚(yú)并不為過(guò)。
五、另類看色彩方式——烏賊
烏賊的眼睛擁有奇怪的W型瞳孔,讓它們顯得有點(diǎn)獨(dú)特,現(xiàn)在生物學(xué)家已經(jīng)確定這種特征有助于它們平衡垂直不均勻的光場(chǎng),這是它們棲息的水深處常見(jiàn)的適應(yīng)。
但烏賊獨(dú)特的地方是,它們的眼睛只擁有一種光感受細(xì)胞,但卻可以看到不同顏色,甚至可能看到我們不知道的顏色。
烏賊獨(dú)特的瞳孔可以促進(jìn)一種完全有別于其它動(dòng)物觀察顏色的方式——利用光線穿過(guò)棱鏡分裂成色彩的方式。
當(dāng)我們眼睛里的晶狀體無(wú)法將顏色聚焦在同一點(diǎn)上時(shí),就會(huì)出現(xiàn)所謂的色差,從而將鮮明的陰影對(duì)比度變成不同色調(diào),烏賊可能把這個(gè)我們眼睛的問(wèn)題變成了解決方案。
當(dāng)不可避免出現(xiàn)色差時(shí),瞳孔越小色差就越小,因此瞳孔較寬的烏賊非常容易出現(xiàn)這種情況,這會(huì)讓烏賊看到的圖像變得模糊。
但是這種模糊可以帶給它們不一樣的“顏色體驗(yàn)”,這就解釋了為什么烏賊只有一種感光細(xì)胞卻能讓身體顏色與環(huán)境相協(xié)調(diào)進(jìn)行偽裝。
另外,烏賊的眼睛還可以旋轉(zhuǎn),最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些旋轉(zhuǎn)的眼睛會(huì)產(chǎn)生立體視覺(jué),這也是烏賊有別于其它動(dòng)物看到深度的方式。
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