你养的小宠物瞳孔跟你不一样!
不知道大家有没有注意到,疯狂动物城中,在车上造“午夜嚎叫”弹药的制毒羊,它的瞳孔是横条状瞳孔,除了人类的圆瞳孔外,还有哪些形状的瞳孔呢?不同的形状给动物们带来了什么影响的?
对于长条形瞳孔的功能,科学家们在过去曾提出过一些观点。有人认为,由于长条形瞳孔放大与收缩时的透光面积变化幅度极大,因此这种瞳孔能让昼夜活动的动物更好地调节光线。另外,长条状的瞳孔能够增加横向或纵向轮廓的清晰成像距离。还有人推测,在拥有多焦点眼睛的动物中,长条形瞳孔在收缩时能够更好地维持图像质量。然而,上述所有推测都无法解释为什么有的动物长着横瞳,而有的却长着竖瞳。
对于长条形瞳孔的功能,科学家们在过去曾提出过一些观点。有人认为,由于长条形瞳孔放大与收缩时的透光面积变化幅度极大,因此这种瞳孔能让昼夜活动的动物更好地调节光线。另外,长条状的瞳孔能够增加横向或纵向轮廓的清晰成像距离。还有人推测,在拥有多焦点眼睛的动物中,长条形瞳孔在收缩时能够更好地维持图像质量。然而,上述所有推测都无法解释为什么有的动物长着横瞳,而有的却长着竖瞳。
为了分析瞳孔形状与陆生动物习性之间的关系,研究人员对214种来自不同科的陆生动物进行了分析。他们将这些动物的生态位(捕食者与被捕食者)、一天中活动的时间(昼行、夜行、昼夜活动)以及瞳孔形状(圆形、近圆、竖条、横条)进行了对比,结果发现瞳孔形状与它们的生态位之间有着明显的联系。比如,作为被捕食者的食草动物(比如斑马)大都长着横瞳,而大多数昼行的主动捕食(比如猎豹)者则有着圆形瞳孔,而夜行和昼夜活动的伏击捕食者(比如斑猫),则通常有着竖瞳。
那么,不同形状的瞳孔有什么特殊之处呢?研究者发现,首先对于竖瞳来说,物体在纵向上的景深比横向更大——这意味着对于处在焦点前后的物体,纵向上要比横向上看得更加清晰。因此,竖瞳能对眼睛的立体视觉进行辅助,便于动物估计物体在纵向上的距离;同时,动物可以通过离焦模糊的程度,来估计物体在横向上与自己的距离。竖瞳在伏击捕食者中更为常见,这种形状的瞳孔能够让它们在不惊动猎物的情况下,更准确地估计猎物到自己的距离。
而横瞳则主要存在于被捕食动物中。这些动物的眼睛大多长在头部两侧,非常宽的单眼视野可以帮助它们尽量减少视觉盲区。与竖瞳相反,横瞳会增加物体在横向上的景深,同时让前方和后方的地面成像更清晰。对于被捕食的动物来说,横瞳既能帮助它们拥有清晰的横向全景视觉,以探测来自不同方向的捕食者,同时又能让它们在眼睛长在两侧的情况下,也能看清前方地面的情况,在遭遇捕食者追赶时,能够看准地形快速逃跑。此外,横瞳的食草动物不论头的位置如何,其瞳孔都能保持与地面平行(下图)——也就是说,它们即使在低头吃草,也能看清从地平线靠近的捕食者。
瞳孔形状与生态位之间的联系是演化和自然选择的良好体现,不过也有一些例外,比如食草但却有着竖瞳的南美洲栗鼠(龙猫),以及食肉但长着横瞳的狐獴。此外,自然界中仍在存在其它类型的瞳孔,比如壁虎瞳孔收缩时会形成四个小孔,乌贼的瞳孔收缩时呈波浪状……对这些不同形状瞳孔的研究,将会是一个有趣的挑战
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