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動物眼中的世界,它們「看」到的要比人類更豐富多彩!

它們看到的世界可能比我們人類更複雜、更豐富多彩。

我們人類感知外界事物主要靠視覺,也就是通過我們的眼睛去了解和觀察世界。那動物通過什麼感覺器官去感知世界呢?研究證明,和人類一樣,許多動物也主要憑藉視覺來觀察世界,但同時,它們還擁有某些比我們人類更敏銳、或者我們人類不具備的感知世界的器官,因此它們「看」到的世界比我們人類看到的更複雜、更豐富多彩。而這一切都是它們在長期進化過程中適應自然環境的結果。

鷹的「千里眼」

鷹是動物中的「千里眼」。鷹在離地面1000米以上的高空翱翔,卻能將地面上的小動物的活動隋景看得清清楚楚。鷹的視力如此敏銳,完全得益於它們發達的視覺系統。

科學家在將鷹眼的構造跟人眼的構造進行比較後發現,鷹的視網膜上有兩個中央凹,而人的視網膜上只有—個中央凹。中央凹是視覺最靈敏的區域,鷹眼的主要中央凹能形成敏銳的單目視力,能覺察細微運動,側部中央凹則能察覺到細節。鷹眼中央凹的感光細胞比人眼多得多,每平方毫米多達約100萬個,而人眼僅約15萬個。鷹還能很好地控制形成視網膜的肌肉,由此來調整射入眼睛的光線數量,即使在強光下,它們照樣能夠看清遠處的獵物。此外,鷹眼具有神奇的「雙重調節」作用,即以睫狀肌的收縮來改變水晶體的形狀和水晶體與角膜間的距離,同時改變角膜的凸度,這樣鷹就能在一瞬間把「遠視眼」調節為「近視眼」,就像隨意調節一架望遠鏡一樣。憑藉敏銳的視力,蒼鷹能從高空俯衝而下準確地抓住急速奔跑的兔子,游隼能看見1000米以外的斑鳩,吼海雕能準確定位水下的魚兒。

鴿子的「神目」

鴿子生有一雙被譽為「神目」的明察秋毫的眼睛。鴿眼之所以如此敏銳,是因為鴿子生有數百萬根神經纖維,視網膜內有100多萬個神經元,具有複雜的探測功能,如能檢測出圖像的基本元素點邊角,發現定向運動,鑒定顏色強度,等等。此外,鴿子的視網膜上還生有6種特殊神經節細胞,能檢測物體的亮度、普通邊、凸邊、方向邊、垂直邊和水平邊等。

鴿子不僅視力超群,還能看見我們人類看不見的特殊光波——紫外線。紫外線是一種對人類有害的光波,對人眼有損害作用,但鴿子的紫外線視覺卻可以幫助它們找到食物。許多水果都覆有一層蠟狀表皮,這種表皮可以反射紫外線。所以在鴿子的眼裡樹上掛著的水果就像大街上的霓虹燈一樣閃閃發亮,實際上,不僅是鴿子,鸚鵡等許多鳥兒也能看見紫外線。

貓頭鷹的「夜視儀」

貓頭鷹是各種野鼠的天敵,據統計一隻貓頭鷹一年可消滅1010多隻野鼠,是名副其實的「黑夜殺手」。貓頭鷹的捕食能力之所以如此高效,完全仰仗於它們靈敏的感官。貓頭鷹不僅擁有靈敏的聽覺,而且視覺也是超一流的,它們的眼睛猶如一架軍用夜視儀。

貓頭鷹的眼睛佔到臉部一半以上的面積,而且總是睜得大大的,這是因為貓頭鷹缺乏環狀肌,無法收縮瞳孔,但它們生有能使瞳孔放大的放射狀肌。貓頭鷹的視覺可達110度,其中70度非常敏銳,不過,貓頭鷹非凡的夜視能力是以犧牲彩色視覺換取的。貓頭鷹的視網膜上沒有視錐細胞,全是桿狀細胞。視錐細胞能感覺豐富多彩的彩色世界,但需要較強的光照;桿狀細胞則相反,只要有很微弱的光線就能工作,貓頭鷹的視網膜上的桿狀細胞比其他動物多得多,加上視網膜後面的反光膜有助於增強黑夜的觀察能力,因此貓頭鷹能看見1500米以外一根火柴發出的微弱亮光。 鳥類的眼睛大都長在頭部兩側,視野開闊。許多鳥兒都有360度的視域,能及時發現身後的獵物或敵害,貓頭鷹則是個例外,其視域目對較小,只能看見前方的物體,而且眼睛在眼窩裡根本無法活動。作為一種補償,貓頭鷹的頸椎骨的數量是普通動物的兩倍,這使得它們的頭能不可思議地旋轉270度,補償了兩眼視野較窄的不足。貓頭鷹正是憑藉這些獨特的生理和視覺功能成為真正的「黒夜殺手」,它們在發動攻擊時總是悄無聲息地接近獵物,讓獵物防不勝防。

螳螂的「瞄準器」

人們常看見螳螂擺出這樣一副尊容:半身直起,前腿伸向半空,態度莊嚴,好像是在做禱告,它們因此被稱為「會祈禱的昆蟲」。其實,螳螂哪裡會做什麼禱告,它們是在做捕獵前的準備。當面前有昆蟲出現時,它們轉動頭部,先瞄準,然後揮動「刀具」——雙臂迅速出擊,速度之快令人驚嘆,只需0.05秒,昆蟲還未做出任何逃避反應,便已經稀里糊塗地成了螳螂的口中之物。

螳螂的這種快速出擊的本領是從哪裡學來的呢?實際上,它們的這種本領不是學來的,而是天生的。螳螂靠兩種感覺器官傳遞信號,一種是複眼,一種是長在頸前的感覺毛。螳螂的雙眼不會轉動,但它們的頭卻能朝兩側方向隨意轉動,螳螂的兩隻大眼睛是它們的視覺器官,將看到的信息傳遞到大腦,指揮頭部對準獵物。當螳螂瞄準昆蟲時,頭的轉動會壓迫一叢感覺毛,由於形狀改變,從感覺毛傳遞到大腦的是另一種信號。大腦的神經系統得到兩種互有差別的信號後立即做出反應,指揮雙臂朝哪個方向運動,以多快的速度進行攻擊。 螳螂在攻擊前為什麼一定要轉動頭部呢?科學家發現,螳螂在捕獵時不僅需要知道獵物所處的方位,而且還必須掌握自己與獵物的距離,而要測量距離就需雙目視覺共同完成,單憑一側複眼的視覺信號是無法做出精確測量的。只有距離測算準確了,螳螂才能發動致命一擊。

響尾蛇的熱成像

響尾蛇的眼睛又大又圓,但實際上對可見光幾乎完全沒有反應,因此說響尾蛇是瞎子一點也不為過。科學家曾做過一個實驗:將一條響尾蛇的雙眼蒙上,結果它照樣能靈活而迅速地追捕獵物。響尾蛇究竟是憑藉哪種器官觀察、追蹤獵物的呢?

1952年,有科學家做了這樣一個實驗:在一條響尾蛇的頰窩(位於眼睛和鼻子之間)底部的一根神經上連接了一個電極,用光(紅外線除外)、聲音,甚至強烈的振動來刺激它,結果都沒有生物電流產生。但是,當科學家用熱源接近這條響尾蛇時,它立即受到刺激,產生了生物電流;而當科學家用紅外線照射它的煩窩時,其生物電流變化更大,即使是30厘米以外人手產生的微量熱度也能激起它的反應。

科學家由此得出結論:響尾蛇有個「熱眼」(熱定位器),即頰窩。頰窩約深5毫米、長1厘米,呈喇叭形,由薄膜分成內外兩個小室。外室是熱收集器,對準需要探測的方向。薄膜是一個特殊的感受器官,可以感受紅外線的輻射,並把紅外線和外界溫差通過神經反映給大腦,由此形成一個熱成像,重疊在視網膜上。一旦鎖定獵物,響尾蛇就會做好攻擊準備。

青蛙的「偵察器"

青蛙喜歡蹲伏在草叢中,鼓起一對大眼睛凝視前方,如果有飛蟲經過,便會一躍而起,張開大嘴,伸出舌頭,將昆蟲卷進口中。青蛙是如何練就這般捕食技能的呢?答案很簡單,得益於它門複雜而靈敏的眼睛。

青蛙是靠眼睛來觀察世界的。科學家發現,青蛙擁有極為複雜的視網膜——由三層各自分開的神經細胞組成,外層是神經節細胞層,約有50萬個細胞;中層是雙極細胞層,約有300萬個細胞;內層是感受細胞層,約有100萬個細胞。

青蛙眼睛的神經節細胞更加複雜,共有四種,分別執行不同的任務:最小的細胞被稱為「邊緣偵察器」,只能感覺到比周圍環境較亮或較暗物體的邊緣,比如樹榦、天空和湖岸等的輪廓;較大的細胞叫「昆蟲偵察器」,只對柄息在青草尖上的昆蟲,或者移動的有著彎曲邊緣的昆蟲做出反應;第三種細胞叫「事件偵察器」,對亮度的變化、目光的移動、光源的開啟和關閉等做出反應;最後一種細胞叫「光雖減弱感受器」,這種細胞體積最大,數目最少,在光線減弱時,能感應到沼澤中的陰影部分。

當昆蟲進入青蛙的視野,或者當猛禽的影子從青蛙眼前掠過時,這四種神經節細胞通過長長的支線連通許多雙棲細胞,形成一個巨大的網,可以從廣泛區域收集從感受細胞傳來的信號,從而讓青蛙立即做出相應反應動作:或者撲向昆蟲,或者跳進水中躲避。

鯊魚的「第三隻眼」

鯊魚的視覺非常敏銳,其眼睛構造表明它們是遠視眼,觀看遠景比近景更清楚,能在很遠距離發現獵物。但是,鯊魚經常在海底尋找獵物,它們的眼睛這時就無用武之地了。那麼,鯊魚在漆黑一團的海底如何尋找獵物呢?鯊魚的另一種感覺器官派上了用場,這就是它們的「第三隻眼」,或稱「第六感官」——一個位於頭部區域的電感受器。這個器官對水中的微弱電流非常敏感,能感受到十萬分之一伏特的電流。鯊魚通過這個器官來捕獵和進行導航定位。 鯊魚的電感受器能探測到魚類通過腮部或肌肉收縮發出的微弱電脈衝,從而發現藏匿在沙子下的獵物。比如,鎚頭鯊在海底尋找獵物時,其頭部會不斷地左右搖擺,這是它們在用頭部對海底進行掃描,其作用就像一個金屬探測器。掃過的海床越多,發現獵物的概率就越大。

海豚的「透視機」

海豚經常依靠回聲定位導航,尋找食物,與同類進行交流。回聲定位是海豚探測周同世界的一種技能。海豚能從其呼吸孔下面發出一種聲音,在我們聽起來就像是一種「咔嗒」聲。這種聲音以每秒300赫茲的頻傳播,在碰到物體後被反射回來,海豚通過分析反射回來的聲音在其大腦里構建起一幅畫面。

海豚的前額能把聲音聚焦成一束聲柱,像聲波手電筒那樣掃視前方。為了接受更多的信息,海豚還能提升它們發出的聲音的脈衝頻率,可以像X射線那樣透視獵物。關於海豚的回聲定位透視功能,許多曾與海豚一起游泳的人都有切身感受:海豚的回聲定位在他們的骨骼里引起共振,彷彿有一股電流穿過全身,產生一種麻酥酥的感覺。

媒體也常常登載有關海洋遇險者引來海豚救援的報道。如何解釋海豚的這種「見義勇為」行為呢?有各種猜測,其中一種從科學角度進行了分析:當海豚接近落水者時,其聲納系統會習慣性地對人的骨骼和五臟六腑進行透視,並且發現作為哺乳動物的人類在生理結構上與它們很接近,於是就把人類當成了自己的同類,從而進行積極的營救。

貓的「反光鏡」

貓的視力敏銳,在光線很弱甚至夜間也能分辨物體,而且貓也喜歡在比較黑暗的環境里鋪獵。貓的敏銳視覺與貓的瞳孔有很大關係。貓的瞳孔位於晶狀體之前,能隨外界的光線強度發生變化,從而控制進入品狀體的光線。在白天日光很強時,瞳孔幾乎完全閉合成一條細線,盡量減少光線的射人;而在黑暗的環境中,瞳孔則開得很大,儘可能地增加光線的通透量。貓的瞳孔的擴大和縮小就像調節照相機快門一樣迅速,從而保證了貓在快速運動時能夠根據光的強弱和被視物體的遠近,迅速調整視力,對好焦距,鎖定獵物。不過,貓是色盲,在貓的眼中,整個世界都是深淺不同的灰色。

貓的視野很寬,兩隻眼睛既有共同視野,也有單獨視野。單獨視野沒有距離感,共同視野有距離感。貓的一隻眼睛的視野在150度以上,兩隻眼睛的共同視野在200度以上,而人的兩眼的視野僅100度左右。貓只能看見光線變化的東西,如果光線不變化,貓就什麼也看不見了。所以,貓在看東西時,常常要左右稍微轉動眼睛,使它面前的景物移動起來。

貓眼在黑夜裡會發亮,其實貓眼本身並不發光,而是眼球後面的視網膜上有反光物質,能把收集到的光反射出來。貓的瞳孔富有彈性,收縮能力也很強,所以貓的視覺非常敏銳,比人的視覺強6倍。敏銳的視覺,再加上寬闊的視角,使貓所看到的景物範圍要比人看到的景物範圍大得多。


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