动物王国中最奇怪的眼睛看到了一个我们甚至无法想象的世界
当你以某种方式看待世界时,很容易忘记不是每个人都有相同的愿景。
我们确实是字面意思。除了哲学思考在颜色的主观体验中,不同的生物已经进化到以不同的方式看待世界,眼睛的结构和配置针对各种存在进行了优化。
当然,也有一些显而易见的:食草动物的水平瞳孔让它们看到周围环境的全景,这有助于看到捕食者的到来,并在动物逃跑时避开障碍物。同时,夜间捕食者具有垂直的瞳孔,以最大限度地提高夜视能力。
然而,在这个壮丽、广阔、多样化的世界中,其他种类的眼睛以我们甚至可能无法想象的方式看待。这里有一些动物王国中最奇怪的眼睛——吉普车、爬行者,确实如此。
墨鱼
没有其他动物像墨鱼那样有瞳孔。它的形状像一个W,这是生物学家已经确定的特征帮助动物保持平衡垂直不均匀的光场,这在它们栖息的水深处很常见。但这仅仅是个开始。
乌贼的眼睛。(A. Martin UW 摄影/Moment/Getty Images)
墨鱼只有一种类型的感光器,这意味着它们只能看到单色。然而,墨鱼和其他头足类动物的那些奇怪的、宽大的瞳孔可以促进一种完全不同的颜色观察方式——通过使用通过棱镜的光分裂成彩虹的方式。
被称为色差,当我们自己眼睛中的镜片无法将颜色聚焦到同一点上时,这可能是一个问题,将清晰的阴影对比变成不同色调的柔和洗涤。墨鱼可能已经把这个问题变成了解决方案。
瞳孔越小,影响越小,因此头足类动物的宽瞳孔很容易出现这种情况。尽管这可能会导致图像模糊,但这种模糊是依赖于颜色的——这意味着这可能是这些表面上色盲的生物看到颜色的一种方式。他们有可能看到我们甚至不知道的颜色!这也可以解释他们如何根据环境进行颜色协调伪装.
然而,与其他头足类动物不同的是,墨鱼的眼睛可以旋转,使它们也能以 3D 方式看到世界;最近,科学家发现这些旋转的眼睛会导致立体视觉,为乌贼在环境中提供了另一个优势。
鸟类
鸟类,有一双小小的、珠子般的眼睛,可能能看到很多我们看不到的东西。
正如我们已经确定的那样,头足类动物只有一种感光器类型。人类有四个、三个视锥细胞和一个视杆细胞,这意味着我们在三个峰值波长下具有颜色敏感度,我们称之为三色视觉。(杆适用于弱光视觉。
鸟类有六个到四个锥体,提供四色视觉,一个杆和一个不寻常的双锥体,用于非彩色运动感知。
迁徙的喜马拉雅蓝尾鱼(Tarsiger rufilatus).(Nitat Termmee/Moment/盖蒂图片社)
此外,他们眼睛中的蛋白质可以让他们看到磁场。候鸟的导航能力非常出色,很长一段时间以来,人们都不清楚它们是如何做到这一点的。最近,科学家缩小了范围到一类称为隐花色素的蛋白质,它们对蓝光敏感。
鸟类的磁接收——即它们感知磁场的能力——似乎依赖于蓝光,这表明这种感觉可能是基于视觉的。这种蓝色的磁性滤光片很有可能是量子怪癖的结果。最近的实验室研究已经展示了磁场如何影响隐花色素的量子特性,控制它们的电子。
Anableps anableps
瞧瞧大尺度的四眼(Anableps anableps),属于四眼鱼属。
四眼鱼奇怪的眼睛。(查尔斯·彼得森/Flickr/CC BY-NC 2.0)
这只迷人的野兽实际上没有四只眼睛——但它的两只眼睛已经进化出令人难以置信的适应能力。它们的生态位是水面,它们大部分时间都在那里度过,捕食盘旋在水生生态系统周围的昆虫。
他们的眼睛位于头顶上,在空中环境中看到飞虫更好,亲爱的。但是他们的视器官的一部分位于水面以下,这就是事情变得有趣的地方:每个瞳孔被分成两半,其中一半位于水线上方(背侧),而另一半位于水线下方(腹侧),向下指向阴暗的深处。
这样,鱼可以同时观察水面上方和水下 - 光线传播不同的环境 - 以观察捕食者和猎物。透镜的厚度也各不相同,以适应空中和水生介质的不同折射率,镜片的厚度也是如此。角膜上皮.
视网膜感光细胞中的蛋白质是也略有不同– 对背侧视网膜中的绿光更敏感,对腹侧视网膜中的黄光更敏感。由于鱼经常生活在泥泞的环境,像红树林一样,这被认为可以改善浑浊水域中的视力。
螳螂虾
在动物王国的所有眼睛中,我们所知道的最复杂的眼睛属于一种底栖海洋甲壳类动物,它一生都在岩石和海底的洞穴中度过。
当然,人类有四个光感受器。鸟儿有六只——太棒了。螳螂虾目口足目,成绩优异的小 wotsits,在他们的复合窥视器中有 16 个。他们用这些感光器做什么?他们看到了。他们看到了所有的东西。不要和螳螂虾玩捉迷藏。
孔雀螳螂虾(Odontodactylus scyllarus(齿趾鲷)).(prilfish / Flickr, CC BY 2.0的)
实际上,我们不知道为什么螳螂虾需要如此复杂的视觉器官,很大程度上是因为我们很难概念化它们所看到的东西。它们具有通常的颜色感光器,以及对紫外线敏感的感光器。这并非独一无二;一些昆虫、鸟类,甚至驯鹿都能看到紫外线。螳螂虾?他们可以看到五个不同的紫外线频段。
此外,螳螂虾可以看到偏振光;也就是说,传播光波的振荡方向。许多动物都能看到线偏振光包括墨鱼.螳螂虾是唯一能看到的动物圆我们所知道的偏振光。
每只眼睛都安装在茎上,可以独立移动。每只眼睛都有感知深度的能力。人类依靠双眼视觉进行深度感知。螳螂虾只需要一个。他们甚至可以见癌症在症状出现之前。
如果那不是眼部超能力,我们不知道什么是。
奇顿
眼睛是由什么构成的?井组织,通常 – 由细胞组成的结构。除非你是一种叫做chiton的海洋软体动物,属于这一类Polyplacophora 多鳞虫.
西印度毛茸茸的甲壳虫(棘胸膜颗粒).(汉斯·希勒沃特/维基共享资源/CC BY-SA 4.0)
这些小生物在厚厚的互锁盔甲板的保护下生活,它们在岩石上爬行,吃着在那里发现的任何东西。你可能会认为这样的生物会有柔软的眼睛,可以窥视它们的壳边缘,观察捕食者并感知昼夜循环。
那你就错了。当然,Chitons有眼睛——但它们嵌入他们的盔甲中,由矿物制成;更具体地说,一种碳酸钙称为霰石.
chitons的简单眼睛,与数百个被称为美学家的感觉器官一起散落在它们的壳表面,由一个被角膜覆盖的文石晶状体和某种视网膜组成;令科学家惊讶的是,这些微小的原始器官实际上可以解析图像.
我们不知道的是大脑如何处理视觉信息——在这个部门里,奇顿人并没有太多事情要做。
Chiton的眼睛。黑点是眼睛,较小的肿块是美学家。(哈佛大学Wyss研究所)
但它们可以帮助我们更好地理解进化在过去所走过的一些狂野道路。例如,三叶虫也有矿物眼睛,具有方解石制成的镜片.
这些灭绝的生物拥有我们所知道的第一只真正复杂的眼睛,因此了解它们可以告诉我们很多关于地球上视觉是如何进化的,其令人眼花缭乱的复杂性。
本文的早期版本于 2022 年 1 月发布。