動(dòng)物王國(guó)中最奇怪的眼睛看到了一個(gè)我們甚至無(wú)法想象的世界

當(dāng)你以某種方式看待世界時(shí)，很容易忘記不是每個(gè)人都有相同的愿景。

我們確實(shí)是字面意思。除了哲學(xué)思考在顏色的主觀體驗(yàn)中，不同的生物已經(jīng)進(jìn)化到以不同的方式看待世界，眼睛的結(jié)構(gòu)和配置針對(duì)各種存在進(jìn)行了優(yōu)化。

當(dāng)然，也有一些顯而易見(jiàn)的：食草動(dòng)物的水平瞳孔讓它們看到周圍環(huán)境的全景，這有助于看到捕食者的到來(lái)，并在動(dòng)物逃跑時(shí)避開(kāi)障礙物。同時(shí)，夜間捕食者具有垂直的瞳孔，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，其他種類的眼睛以我們甚至可能無(wú)法想象的方式看待。這里有一些動(dòng)物王國(guó)中最奇怪的眼睛——吉普車、爬行者，確實(shí)如此。

墨魚

沒(méi)有其他動(dòng)物像墨魚那樣有瞳孔。它的形狀像一個(gè)W，這是生物學(xué)家已經(jīng)確定的特征幫助動(dòng)物保持平衡垂直不均勻的光場(chǎng)，這在它們棲息的水深處很常見(jiàn)。但這僅僅是個(gè)開(kāi)始。

烏賊的眼睛。（A. Martin UW 攝影/Moment/Getty Images）

墨魚只有一種類型的感光器，這意味著它們只能看到單色。然而，墨魚和其他頭足類動(dòng)物的那些奇怪的、寬大的瞳孔可以促進(jìn)一種完全不同的顏色觀察方式——通過(guò)使用通過(guò)棱鏡的光分裂成彩虹的方式。

被稱為色差，當(dāng)我們自己眼睛中的鏡片無(wú)法將顏色聚焦到同一點(diǎn)上時(shí)，這可能是一個(gè)問(wèn)題，將清晰的陰影對(duì)比變成不同色調(diào)的柔和洗滌。墨魚可能已經(jīng)把這個(gè)問(wèn)題變成了解決方案。

瞳孔越小，影響越小，因此頭足類動(dòng)物的寬瞳孔很容易出現(xiàn)這種情況。盡管這可能會(huì)導(dǎo)致圖像模糊，但這種模糊是依賴于顏色的——這意味著這可能是這些表面上色盲的生物看到顏色的一種方式。他們有可能看到我們甚至不知道的顏色！這也可以解釋他們?nèi)绾胃鶕?jù)環(huán)境進(jìn)行顏色協(xié)調(diào)偽裝.

然而，與其他頭足類動(dòng)物不同的是，墨魚的眼睛可以旋轉(zhuǎn)，使它們也能以 3D 方式看到世界;最近，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些旋轉(zhuǎn)的眼睛會(huì)導(dǎo)致立體視覺(jué)，為烏賊在環(huán)境中提供了另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。

鳥類

鳥類，有一雙小小的、珠子般的眼睛，可能能看到很多我們看不到的東西。

正如我們已經(jīng)確定的那樣，頭足類動(dòng)物只有一種感光器類型。人類有四個(gè)、三個(gè)視錐細(xì)胞和一個(gè)視桿細(xì)胞，這意味著我們?cè)谌齻€(gè)峰值波長(zhǎng)下具有顏色敏感度，我們稱之為三色視覺(jué)。（桿適用于弱光視覺(jué)。

鳥類有六個(gè)到四個(gè)錐體，提供四色視覺(jué)，一個(gè)桿和一個(gè)不尋常的雙錐體，用于非彩色運(yùn)動(dòng)感知。

遷徙的喜馬拉雅藍(lán)尾魚（Tarsiger rufilatus).（Nitat Termmee/Moment/蓋蒂圖片社）

此外，他們眼睛中的蛋白質(zhì)可以讓他們看到磁場(chǎng)。候鳥的導(dǎo)航能力非常出色，很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，人們都不清楚它們是如何做到這一點(diǎn)的。最近，科學(xué)家縮小了范圍到一類稱為隱花色素的蛋白質(zhì)，它們對(duì)藍(lán)光敏感。

鳥類的磁接收——即它們感知磁場(chǎng)的能力——似乎依賴于藍(lán)光，這表明這種感覺(jué)可能是基于視覺(jué)的。這種藍(lán)色的磁性濾光片很有可能是量子怪癖的結(jié)果。最近的實(shí)驗(yàn)室研究已經(jīng)展示了磁場(chǎng)如何影響隱花色素的量子特性，控制它們的電子。

Anableps anableps

瞧瞧大尺度的四眼（Anableps anableps），屬于四眼魚屬。

四眼魚奇怪的眼睛。（查爾斯·彼得森/Flickr/CC BY-NC 2.0）

這只迷人的野獸實(shí)際上沒(méi)有四只眼睛——但它的兩只眼睛已經(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)間都在那里度過(guò)，捕食盤旋在水生生態(tài)系統(tǒng)周圍的昆蟲。

他們的眼睛位于頭頂上，在空中環(huán)境中看到飛蟲更好，親愛(ài)的。但是他們的視器官的一部分位于水面以下，這就是事情變得有趣的地方：每個(gè)瞳孔被分成兩半，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)），向下指向陰暗的深處。

這樣，魚可以同時(shí)觀察水面上方和水下 - 光線傳播不同的環(huán)境 - 以觀察捕食者和獵物。透鏡的厚度也各不相同，以適應(yīng)空中和水生介質(zhì)的不同折射率，鏡片的厚度也是如此。角膜上皮.

視網(wǎng)膜感光細(xì)胞中的蛋白質(zhì)是也略有不同– 對(duì)背側(cè)視網(wǎng)膜中的綠光更敏感，對(duì)腹側(cè)視網(wǎng)膜中的黃光更敏感。由于魚經(jīng)常生活在泥濘的環(huán)境，像紅樹林一樣，這被認(rèn)為可以改善渾濁水域中的視力。

螳螂蝦

在動(dòng)物王國(guó)的所有眼睛中，我們所知道的最復(fù)雜的眼睛屬于一種底棲海洋甲殼類動(dòng)物，它一生都在巖石和海底的洞穴中度過(guò)。

當(dāng)然，人類有四個(gè)光感受器。鳥兒有六只——太棒了。螳螂蝦目口足目，成績(jī)優(yōu)異的小 wotsits，在他們的復(fù)合窺視器中有 16 個(gè)。他們用這些感光器做什么？他們看到了。他們看到了所有的東西。不要和螳螂蝦玩捉迷藏。

孔雀螳螂蝦（Odontodactylus scyllarus（齒趾鯛）).（prilfish / Flickr， CC BY 2.0的）

實(shí)際上，我們不知道為什么螳螂蝦需要如此復(fù)雜的視覺(jué)器官，很大程度上是因?yàn)槲覀兒茈y概念化它們所看到的東西。它們具有通常的顏色感光器，以及對(duì)紫外線敏感的感光器。這并非獨(dú)一無(wú)二;一些昆蟲、鳥類，甚至馴鹿都能看到紫外線。螳螂蝦？他們可以看到五個(gè)不同的紫外線頻段。

此外，螳螂蝦可以看到偏振光;也就是說(shuō)，傳播光波的振蕩方向。許多動(dòng)物都能看到線偏振光包括墨魚.螳螂蝦是唯一能看到的動(dòng)物圓我們所知道的偏振光。

每只眼睛都安裝在莖上，可以獨(dú)立移動(dòng)。每只眼睛都有感知深度的能力。人類依靠雙眼視覺(jué)進(jìn)行深度感知。螳螂蝦只需要一個(gè)。他們甚至可以見(jiàn)癌癥在癥狀出現(xiàn)之前。

如果那不是眼部超能力，我們不知道什么是。

奇頓

眼睛是由什么構(gòu)成的？井組織，通常 – 由細(xì)胞組成的結(jié)構(gòu)。除非你是一種叫做chiton的海洋軟體動(dòng)物，屬于這一類Polyplacophora 多鱗蟲.

西印度毛茸茸的甲殼蟲（棘胸膜顆粒).（漢斯·希勒沃特/維基共享資源/CC BY-SA 4.0）

這些小生物在厚厚的互鎖盔甲板的保護(hù)下生活，它們?cè)趲r石上爬行，吃著在那里發(fā)現(xiàn)的任何東西。你可能會(huì)認(rèn)為這樣的生物會(huì)有柔軟的眼睛，可以窺視它們的殼邊緣，觀察捕食者并感知晝夜循環(huán)。

那你就錯(cuò)了。當(dāng)然，Chitons有眼睛——但它們嵌入他們的盔甲中，由礦物制成;更具體地說(shuō)，一種碳酸鈣稱為霰石.

chitons的簡(jiǎn)單眼睛，與數(shù)百個(gè)被稱為美學(xué)家的感覺(jué)器官一起散落在它們的殼表面，由一個(gè)被角膜覆蓋的文石晶狀體和某種視網(wǎng)膜組成;令科學(xué)家驚訝的是，這些微小的原始器官實(shí)際上可以解析圖像.

我們不知道的是大腦如何處理視覺(jué)信息——在這個(gè)部門里，奇頓人并沒(méi)有太多事情要做。

Chiton的眼睛。黑點(diǎn)是眼睛，較小的腫塊是美學(xué)家。（哈佛大學(xué)Wyss研究所）

但它們可以幫助我們更好地理解進(jìn)化在過(guò)去所走過(guò)的一些狂野道路。例如，三葉蟲也有礦物眼睛，具有方解石制成的鏡片.

這些滅絕的生物擁有我們所知道的第一只真正復(fù)雜的眼睛，因此了解它們可以告訴我們很多關(guān)于地球上視覺(jué)是如何進(jìn)化的，其令人眼花繚亂的復(fù)雜性。

本文的早期版本于 2022 年 1 月發(fā)布。

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