当您以某种方式看待世界时,很容易忘记并非每个人都有相同的愿景。
我们的意思确实是字面意思。除了哲学思考根据颜色的主观体验,不同的生物体已经进化出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,有一些明显的:食草动物的水平瞳孔让它们能够看到周围环境的全景,这有助于它们看到掠食者的到来,并在动物逃跑时避开障碍物。与此同时,夜间掠食者的瞳孔是垂直的,可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,还有其他种类的眼睛以我们甚至无法想象的方式看待事物。这里有一些动物王国中最奇怪的眼睛——确实是吉普爬行者。
乌贼
没有其他动物像乌贼那样拥有瞳孔。它的形状像一个W,生物学家已经确定了这一特征帮助动物保持平衡垂直不均匀的光场,这在它们居住的水深处很常见。但这只是开始。
乌贼的眼睛。 (A. 马丁大学摄影/Moment/Getty Images)
乌贼只有一种感光器,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观察颜色的方式——利用光线穿过棱镜分裂成彩虹的方式。
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时,将明暗的色调对比变成不同色调的柔和洗涤时,这可能是一个问题。乌贼可能已经把这个问题变成了解决方案。
瞳孔越小,效果越小,所以瞳孔宽的头足类动物很容易出现这种情况。尽管这可能会导致图像模糊,但这种模糊是与颜色相关的——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。他们有可能能看到我们甚至不知道的颜色!这也可以解释他们如何使自己的颜色与环境相协调伪装。
不过,与其他头足类动物不同的是,乌贼的眼睛可以旋转,这让它们也能以 3D 方式观看世界。最近,科学家发现这些旋转的眼睛会导致立体视觉,为乌贼在其环境中提供了另一个优势。
鸟类
鸟类有着又小又圆的眼睛,可能能看到很多我们看不到的东西。
正如我们所确定的,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,这意味着我们对三个峰值波长具有颜色敏感性,即我们所说的三色视觉。 (这杆用于弱光视力。)
鸟类有六至四个视锥细胞,可提供四色视觉,还有一根视杆细胞和一个不寻常的双视锥细胞,可提供非彩色运动感知。
迁徙的喜马拉雅蓝尾鱼(红斑眼镜猴)。 (尼塔特·特米/时刻/盖蒂图片社)
此外,它们眼睛中的蛋白质可以让它们看到磁场。候鸟的导航能力非常出色,很长一段时间以来,人们并不清楚它们到底是如何实现这一目标的。最近,科学家缩小范围一种叫做隐花色素的蛋白质,它对蓝光敏感。
鸟类的磁感受——即它们感知磁场的能力——似乎依赖蓝光,表明这种感觉可能是基于视觉的。这种蓝色磁性过滤器很可能是量子怪异的结果。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,从而控制其电子。
阿纳布尔斯
看那巨大的四眼(阿纳布尔s),四眼鱼属。
四眼鱼奇怪的眼睛。 (查尔斯·彼得森/Flickr/CC BY-NC 2.0)
这种迷人的小动物实际上并没有四只眼睛,但它的两只眼睛已经进化出了令人难以置信的适应能力。它们的生态位是水面,它们大部分时间都花在水面上,捕食在水生生态系统周围盘旋的昆虫。
亲爱的,它们的眼睛位于头顶,这样在空中环境中就能更好地看到飞虫。但它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:每个瞳孔分为两半,其中一个位于水线上方(背侧),而另一半位于水线下方(腹侧) ,向下指向黑暗的深处。
这样鱼就可以同时地观察水面和水下——光线传播不同的环境——以观察捕食者和猎物。透镜的厚度也有所不同,以适应空气和水生介质的不同折射率,透镜的厚度也有所不同。角膜上皮。
视网膜感光细胞中的蛋白质是也略有不同– 背侧视网膜对绿光更敏感,腹侧视网膜对黄光更敏感。由于鱼经常生活在泥泞的环境与红树林一样,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底栖海洋甲壳类动物,它们一生都在岩石和海底的洞穴中度过。
当然,人类有四个感光器。鸟类有六个——太棒了。螳螂虾目口足类,成绩优异的小沃茨,他们的复合窥视器中有 16 个。他们用这些光感受器做什么?他们看到了。他们看到了所有的事情。不要和螳螂虾玩捉迷藏。
孔雀螳螂虾(齿指齿鲨)。 (prilfish/Flickr,CC BY 2.0)
事实上,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。它们具有常见的彩色感光器,以及对紫外线敏感的感光器。这并不是独一无二的。有些昆虫、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。很多动物都能看见线偏振光, 包括乌贼。螳螂虾是唯一能看见东西的动物循环地我们所知道的偏振光。
每只眼睛都安装在一个柄上,并且可以独立移动。每只眼睛都有感知深度的能力。人类依靠双眼视觉来感知深度。螳螂虾只需要一只。他们甚至可以见癌症在症状出现之前。
如果这都不是视觉超能力,那我们就不知道什么才是了。
石鳖
眼睛是由什么构成的?出色地,组织,通常是由细胞组成的结构。除非你是一种叫做石鳖类的海洋软体动物多板纲。
西印度群岛模糊石鳖(颗粒刺五加)。 (汉斯·希勒瓦特/维基共享资源/CC BY-SA 4.0)
这些小型生物在岩石上爬来爬去,吃在那里发现的任何东西,并受到厚厚的连锁盔甲的保护。你可能会认为这样的生物会有柔软的眼睛,可以沿着壳的边缘观察捕食者并感知昼夜循环。
你错了。石鳖当然有眼睛,但它们嵌在盔甲中,并且是由矿物制成的;更具体地说,一种称为碳酸钙霰石。
石鳖的简单眼睛散布在它们的甲壳表面,旁边还有数百个被称为美学家的感觉器官,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。
我们不知道的是视觉信息是如何被大脑处理的——石鳖在这方面并没有太多进展。
奇顿的眼睛。黑点是眼睛,较小的肿块是美学家。 (哈佛大学维斯研究所)
但它们可以帮助我们更好地理解过去进化所经历的一些疯狂的道路。例如,三叶虫也有矿物眼睛,方解石制成的镜片。
这些灭绝的生物拥有我们所知的第一个真正复杂的眼睛,因此了解它们可以告诉我们很多关于地球上视觉如何进化的令人眼花缭乱的复杂性。