動物眼中真實的世界到底是什麼樣的？

你所看到的世界真的就是真實的嗎? 不同生物看到的世界都是不一樣的 而動物眼中真實的世界遠比你想象的更加離奇、詭異和顛覆認知 這期內容很長 我將帶你撕開人類視角的濾鏡 用動物的眼睛一窺這個世界的另一面 對於擁有我們這種視覺類型的人類來說 其實很難想象用其他方式看世界會是什麼樣子 通常視網膜上有兩種感受器 視感細胞和視追細胞 視感細胞負責分辨明暗 視追細胞責能區分顏色 所以通常只需要通過在顯微鏡下觀察動物的視感細胞和視追細胞 就能知道這種動物是否能看見顏色 而腦部掃描也能揭示動物是否對顏色有反應 還能確定大腦的某些部分是否會因顏色變化而活躍 但有時候某些動物視覺的多樣性也會讓人難以理解 例如人類看不見紫外線 而紫外線卻能幫助鹿找到第一 我們也不清楚蚊子是如何看見紅外線 要知道 動物的視覺主要是爲了尋找食物 或避免成爲別人的食物 像昆蟲擁有所謂的副眼 副眼由特殊的錐形元素小眼組成 每個小眼只捕捉眼前物體的一小部分 最終形成物體的馬賽克圖像 比如蜜蜂的眼睛裏就有數千個這樣的小眼元素 試想一下 如果我們能像動物或昆蟲那樣看世界 那體驗會多麼奇妙 那麼現在 我們還是先從與我們最親近的哺乳動物說起 看看它們是如何感知世界的 先說狗吧 可能很多人認爲狗狗所見的世界是黑白色的 但其實這是一種誤解 人類的眼睛有三種視錐細胞來決定顏色 正是它們讓人類能分辨三種不同波長的光 大腦將這些波長解讀爲紅色、綠色和藍色 和大多數哺乳動物一樣 狗只有兩種視錐細胞 這使它們只能區分藍色和黃色 卻無法分辨紅色和綠色 因此它們的視覺類似於患有紅綠色盲的人類 這些人也缺少第三種視錐細胞 通過和人類的這種視覺對比 我們能大致猜到狗眼中的世界是什麼樣的 狗和人類都是依靠視網模擬的神經元 來感知藍色和黃色的 當黃色光束照射到視錐細胞時 這些神經元會興奮 但當接觸到藍色光時 它們的活動就會受到抑制 所以狗能分辨出藍色和黃色 但紅光和綠光對狗的神經元不起作用 這意味着這些顏色無法傳遞信號 大腦也無法感知它們 因此在你眼中是紅色或綠色的番茄 而在狗狗看來很可能是黑白色的 那麼它們如何區分紅色和綠色呢 通常紅色物體看起來比綠色物體更暗 所以一個深紅色的蘋果 在它們眼裏很可能就是深色的 但有趣的是 有一些數據表明 狗可能比我們看到更多的藍色色調 而且更適應黃昏的光線 儘管它們看到的圖像更模糊 但是它們探測移動物體的能力 卻比人類強得多 特別是對運動和黑暗環境更加敏感 還有人說 狗看到的一切都是顛倒的 這種誤解是源於它們眼睛中的晶狀體 都會把外界的圖像 倒立地投射到視網膜上 其實人類也是如此 只是我們的大腦會把圖像調整過來 而狗狗同樣也會對倒立的圖像進行處理 把它翻正過來 瞭解了狗 那麼貓眼中的世界是怎樣的呢 和狗一樣 貓是沉昏性動物 意思就是它們喜歡在黎明和黃昏時活躍 這一點對它們的視覺影響很大 貓的眼睛在弱光環境下的視覺能力 是人類的6到8倍 這使它們能在我們認爲是黑暗的環境中 看到更多東西 它們還有更好的周邊視覺 並且能在黑暗中探測到移動的物體 它們的視野範圍達200度 超過了人類通常的180到190度 所以它們看到的世界是這樣的 但貓並非在所有方面都超過人類 例如白天就不是它們的主場 人類有更多用於顏色感知的視追細胞 這讓我們能分辨各種各樣的顏色 如紅色 黃色 橙色和棕色 而在貓眼裏 這些顏色都看起來都差不多 其實根據目前的科學研究 我們並不確切知道貓到底能看到哪些顏色 但目前的主流觀點認爲 它們能看到藍色和綠色範圍內的一些顏色 而其他顏色在它們眼中 很可能是灰色或暗褐色呈現 所以它們在顏色的感知上總體不如人類 此外 它們近距離看東西的視覺能力更差 人類最近清晰視覺距離約爲14釐米 而貓則需要25釐米的距離 並且它們的遠距離視力也不夠敏銳 人類能輕鬆地看到30米外的足球 但對於貓來說 足球必須在6米範圍內它才能看到 因此 這個自以爲是人類主人的生物 它們永遠不會欣賞到城市的全景 因爲它們看遠處的東西是模糊的 下面讓我們將視野移動到更大的動物身上 提到討厭紅布 很多人可能都會想到 豆牛裏的公牛 然而這又是一個誤解 實際上 公牛根本分不清紅色 它們只能看到紫色 灰色 黑色 以及各種棕色的色調 豆牛是西班牙和一些其他國家的傳統表演 豆牛是會用系在棍子上的紅色披風挑逗公牛 這就讓人們誤以爲公牛討厭紅色 但是想一下 如果你是那頭公牛 身處成千上萬尖叫吵鬧的人群中 肯定會又煩躁又困惑 而揮舞的紅色披風 則會讓公牛腎上腺素飆升 產生戰鬥或逃跑的反應 所以刺激公牛的關鍵 是披風的動作和環境刺激 而非是顏色 所以從這一點可以看出 公牛的視力很好 視野也很廣 但和人類不同 它們能看到的顏色範圍有限 通常都是些柔和的色調 還記前面講的 狗有兩種視追細胞嗎 公牛也是如此 它們能分辨從藍色到紫色 從黃色到綠色的部分光譜 看不到所有黃色和藍色的色調 其實公牛真正討厭的是強烈的明暗對比 比如白色建築物周圍的深色柵欄 會讓它們緊張 物體上的陰影在它們看來就像坑窪 所以公牛不喜歡喝有強烈陽光反射的水 接下來讓我們來看看馬 馬的視野幾乎有350度 這是因爲它們的眼睛長在頭的兩側 而且比鳥類的眼睛更靈活 所以馬不需要像鳥類那樣 頻繁轉頭就能向前看 馬的視覺在清晰度 距離感知和周邊移動探測方面 都和人類不同 大約有23%的馬是近視 需要靠近物體才能看清其細節 相反有43%的馬卻是遠視 當它們離物體越來越遠時 其實視覺優秀與否 並不只是眼睛大小的問題 馬的眼睛比人類的大8倍 是陸生哺乳動物中最大的 然而在分辨物體的精細細節方面 它們的視覺敏銳度遠不如我們 比如你在9米遠的地方 可能就能注意到細節 而馬則要在6米的距離 纔能有同樣的清晰度 換句話說 它們需要靠近到50%的距離 才能看到和你一樣的東西 這就是馬眼中的世界 馬的視覺敏銳度在7歲左右達到頂峯 之後會隨年齡增長而下降 而它們出色的周邊視野 還有個重要作用 那就是及時發現捕食者 並迅速逃跑 還有一種迷人的生物叫眼鏡猴 它們體長只有8到16釐米 小到可以放在你的手掌裏 它們以昆蟲小型脊椎動物和鳥蛋爲食 它們也是已知的唯一一種 可以用超聲波交流的鱗掌類動物 正如你所看到的 眼鏡猴的眼睛 相對於它們的身體來說非常大 但有趣的是 眼鏡猴的眼球並不能移動 如果它們想左右看就需要轉動頭部 儘管有這個限制 但在漆黑的夜裏 眼鏡猴依然能看見並捕食昆蟲和小鳥 這種能力源於它們眼睛後部大量的視感細胞 視感細胞能區分明暗 而視錐細胞則能分辨顏色 因此它們的眼睛在動物界 就像夜視鏡一樣的存在 有科研人員聲稱 目前現存眼鏡猴的最後一個共同祖先 有着敏銳的三色視覺 類似於現代的猴子和猿類 這通常意味着它們是日間活動的 但現在的眼鏡猴主要還是在夜間活動 科學家認爲 眼鏡猴的祖先曾爲了適應弱光環境 如黃昏或月光下的活動 這導致它們進化出了大眼睛 以捕捉更多光線 但代價是幾乎完全失去了顏色的辨識能力 你聽說過像蝙蝠一樣瞎這句話嗎 但實際上這是有誤導性的 因爲蝙蝠根本不瞎 這個說法可能源於它們快速而不規則的飛行模式 不同種類的蝙蝠 其視覺敏銳度各不相同 體型較大的大蝙蝠 它們眼睛大 飛行和覓食時主要靠視覺 蝙蝠的感知系統結合了視覺與回聲定位 大多數蝙蝠的回聲定位 能有效探測10到20米範圍內的物體 它們需要回聲定位來尋找水果 昆蟲和小型動物 但其實它們的視力甚至比大多數人類還要敏銳 但與人類不同的是 它們是夜間活動的 並且聽力極佳 蝙蝠大多在深夜捕獵 有些種類甚至能感知到顏色 這是因爲它們眼睛後部有兩種光敏蛋白 S式蛋白和L式蛋白 總之大多數蝙蝠是接近色盲的 但一些吃水果或花蜜的蝙蝠 還是能看到顏色 既然說到會飛的生物 那麼不妨讓我們想象一下 從鳥類的視角看世界會是什麼樣子 我們可以先從鷹說起 鷹能用雙眼掃描13平方公里內的獵物 它們不僅能看到左右兩邊的情況 還能察覺到身後有人靠近 它們視力比普通人類好4到8倍 儘管一隻鷹可能重約4.5公斤 但它們的眼睛大小卻和人類相近 我們在1.5米處能清晰看到的東西 鷹在6米處也能看得同樣清晰 這就是鷹眼中的世界 爲了充分理解鷹的視力 我們可以這樣理解 人類視網膜上有一個凹坑 每平方毫米有20萬個視錐細胞 而鷹的視網膜有兩個凹坑 每個凹坑每平方毫米有100萬個視錐細胞 這帶來了什麼優勢呢 假如你是一隻鷹 你能在3.2公里外發現一隻兔子 並立馬加速俯衝攻擊 在整個接近獵物的過程中 都會保持視力的敏銳清晰 此外 鷹的眼睛是位於頭部兩側 這爲它們提供了近乎全景的視野 視野範圍有340度 但這還不是全部 鷹還能感知紫外線 它們能通過動物尿液反射的紫外線 從天空中追蹤到一隻小小的田鼠 雖然白天是鷹的天下 但一旦太陽落山 像貓頭鷹這樣的夜行性捕食者 就會接管這個世界 和人類一樣 貓頭鷹銳利的眼睛位於頭部前方 當兩隻眼睛的視野重疊時 就會形成三維或雙眼視覺 這是人類和許多食肉動物共有的特徵 這使它們能夠準確地測量距離 並精確地把握攻擊時機 事實上 在所有鳥類中 貓頭鷹的眼睛是最朝前的 與人類不同的是 它們有一個額外的光學優勢 瞬膜 這種半透明的第三眼瞼 能在它們俯衝捕獵時 保護眼睛不被雜物傷害 貓頭鷹的眼睛非常大 這樣它們就能捕捉到足夠的光線 即使在黑夜中也能看見東西 它們的眼睛重量佔到了體重的5% 相比之下 人類的眼睛 只佔你總體重的約0.003% 人類視網膜上 視感細胞與視追細胞的比例是20比1 而貓頭鷹則超過30比1 這就是爲什麼 它們如此擅長在黑暗中探測移動的物體 有些種類的貓頭鷹 在弱光下的敏感度是人類的100倍 這就是它們眼中的世界 貓頭鷹唯一的視覺缺陷是近距離探測物體 但這在一定程度上 被會周圍敏感的肛毛彌補了 肛毛能幫它們感知周圍的物體 鸚鵡的視力和人類相當 它們能注意到一隻在高空雲層上方翱翔 並非向遠方的鸚 鸚鵡的視網膜含有特殊的視追細胞 能捕捉紫外線 每個視追細胞都含有一滴有色油 既充當微透鏡又充當綠光器 增強了它們區分顏色的能力 因此鸚鵡不僅能分辨和人類相同的色調 還能看到紫外光 視覺範圍更廣 分辨能力也更細緻 鸚鵡的眼睛長在頭的兩側 視野接近300度 這樣的視覺能幫助它們能早早地發現捕食者 還有一點 現在很多電視或電腦屏幕的幀率 是每秒60到120幀 只有一些高端型號能超過這個幀率 但是鸚鵡的眼睛卻能夠捕捉到 每秒150多幀的畫面 所以它們能注意到環境中細微的動靜 一旦有危險就能及時飛走 不過鸚鵡也有不足的地方 它們的深度感知能力和眼球移動能力 遠不如人類 例如人類的眼睛能水平轉動約50度 而鸚鵡只能轉動約20度 但它們的視覺敏銳度 是某些哺乳動物的兩到八倍 如果你曾有試過偷偷靠近一隻鴿子的經歷 會發現這相當困難 除非是已經習慣了人類的城市鴿子 鴿子時刻保持警惕清楚周圍環境 這對它們的生存至關重要 鴿子的眼睛長在頭的兩側 鴿子在看地面上的物體時 必須不斷重新聚焦 儘管如此 它們仍擁有卓越的光學特性 鴿子的垂直視野爲135度 水平視野340度 還能分辨紫外線 所以部分高紫外反射的物體 可能會讓它們感到不安或迴避 它們還能在比人類看得很遠的距離發現物體 有趣的是 這不是因爲視力好 而是因爲它們能長時間保持警惕 正因如此 這使得美國海岸警衛隊 在20世紀末 將鴿子用於搜救行動 訓練它們識別紅色 黃色和橙色的物體 這些顏色通常用於救生衣 和其他緊急救援設備 鴿子一旦發現這樣的物體 它們就會着一個開關 打開一盞燈 有意思的是 即使在三小時的任務中 它們也能始終高強度地保持警惕 鴿子能分辨五種顏色通道 而人類通常只能感知三種 這對它們的這項工作很有幫助 鴿子的夜視能力 在弱光條件下可能略優於人類 尤其在有月光或城市燈光等 微弱光源的情況下 儘管如此 它們仍是日間活動的鳥類 只有在極端必要時 纔會在夜間活動 有個笑話說的是 有種鳥的眼睛比腦子還大 說的就是鴕鳥 鴕鳥是現存世界上 體型最大的鳥類 例如非洲鴕鳥的身高 可達2.75米 體重可達156公斤 鴕鳥的大腦長約58毫米 寬約42毫米 重量可達42克 鴕鳥的眼睛是圓形的 是所有陸生脊椎動物中最大的 直徑約50毫米 甚至比大象的眼睛還大 同時據各方數據查證 它的單眼重量可達60克 所以在重量上 它確實超過了大腦 鴕鳥需要這雙大的驚人的眼睛 來尋找食物和發現捕食者 例如鴕鳥在白天能看到 3公里外像柴或獵狗 這樣移動的物體 在夜間也能看到50米外的物體 而且鴕鳥的視野也比人類寬 每隻眼睛能看到 大約150到170度 左右視野重疊20到30度 現在讓我們從天空回到地面 通過爬行動物的眼睛來看世界 截至2024年已記錄的蛇種 超過3900種 每種蛇的捕獵方式不同 所以它們的視覺差異也大不相同 研究發現 日間捕獵的蛇 其眼睛的晶狀體能阻擋紫外線 這使它們在明亮的環境中 能看得很清楚 就如你現在看到的這樣 而夜間活動的蛇 其晶狀體允許更多的紫外線進入 從而增強它們的夜視能力 雖然日落後紫外線會減少 但並不會完全消失 這些爬行動物沒有眼瞼 而是由透明的鱗片覆蓋在眼睛上 保護其眼睛免受灰塵和碎屑的侵害 並且這些鱗片會在褪皮時 和身體其他部位的皮膚一起脫落 我們都知道蛇的動作很快 那是因爲它們的晶狀體比人類的更突 這使它們能更敏銳地聚焦 並對物體做出更快的反應 很多人認爲蛇不能變色 但其實情況更復雜 部分蛇類的視網膜中既有視感細胞 也有視追細胞 不過大多數蛇的視網膜以視感細胞爲主 這些細胞對光線和運動敏感 卻不具備分辨顏色的能力 因此蛇的色覺整體較弱 然而正如我們已經提到的 它們有的也有視追細胞 但與人類不同的是 蛇的視追細胞只能感知兩種顏色 而不是三種 所以蛇看世界的方式與人類不同 它們能看到的東西要多得多 像魁蛇 蟒蛇這樣的蛇類 有特殊的熱感夾窩器官 在鼻孔和眼睛之間 這個器官能探測紅外熱輻射 因此它們有兩種視覺方式 白天的移動視覺和夜間的熱感應視覺 所以想象一下 即使在完全黑暗的環境中 蛇也能看到老鼠或其他小型獵物的熱輪廓 這是它們成爲最優秀的夜間獵手之一 豹紋手弓是一種獨特的蜥蜴 它們常見於印度 阿富汗 巴基斯坦 和伊朗的沙漠地區 它也是很受歡迎的寵物 因其黃黑相間的斑點而備受喜愛 但你有沒有想過它們是如何通過眼睛看我們的 豹紋手弓既不能感知紫外線 也不能感知紅外線 雖然它們有出色的周邊視覺 但它們是近視 很難聚焦於遠處的物體 然而它們對移動的物體非常敏感 總的來說 這些蜥蜴的視力還算比較好 能看到彩色的世界和細節 作爲夜行性動物 它們眼睛裏的視感細胞比視錐細胞多 這增強了它們在弱光下的視物能力 據估計 豹紋手弓也有三色視覺 這意味着它們的眼睛裏有三種視錐細胞 對紅色 綠色 和藍色敏感 然而實際上 它們對藍色和綠色的感知比紅色更好 它們即使在昏暗的光線下也能分辨顏色 科學家們做過實驗 在月光下用彩色鑷子餵它們 結果發現它們能輕易區分藍色和綠色 但不能區分橙色和紅色 豹紋手弓主要在黎明和黃昏活動 那時的環境多爲紫色和藍色 接下來要講的這種生物 它們無論白天黑夜在水下都能看得很清楚 它們只把眼睛和鼻孔露出水面 有趣的是它們有第三層透明的眼瞼 能在水下保護眼睛 這種生物的眼睛位置很獨特 從正面看似乎它在直視着你 從側面看又似乎它在斜視 這樣的位置使它們擁有很好的周邊視覺 有人可能已經猜到了 它就是鱷魚 鱷魚的眼睛大小和我們的差不多 寬度爲24毫米 然而和人類不同的是 鱷魚在晚上也能看見東西 白天它們的瞳孔會收縮成細縫 到了晚上 瞳孔就會充分擴張 幫助它們看得更清楚 雖然鱷魚夜視不算清晰 但多虧了眼睛後部微小的鏡面狀感受器 讓它們能分辨出陸地和水生動物的輪廓 這些感受器間接改善了它們的夜視能力 它們不需要擔心其他捕食者 但會警惕領地內的同類鱷魚 這就是它們眼中的世界 而且多虧了這些鏡面狀感受器 鱷魚在水下能看見東西 更重要的是 它們在水下和在陸地上一樣能看到顏色 最特別的是 鱷魚能把眼球縮回眼窩 可以打鬥時保護眼睛 並且鱷魚在掃射地平線時不需要移動眼睛 正如你所知的 它們有出色的周邊視覺 所以如果你在水裏伸手去拿球 就算鱷魚的眼睛正看向另一邊 它很可能還是能看到你 有一種從恐龍時代就存活下來的爬行動物 它叫會頭蜥 也叫古蜥蜴 是新西蘭特有的物種 這種古老的生物經歷了恐龍大滅絕 全球降溫 冰河時代 如今會頭蜥是會頭目僅存的成員 它看起來像一隻小型恐龍 能活一百年 它的顯著特徵是有第三隻眼睛 這隻眼睛比另外兩隻小 只在右蜥身上可見 成年蜥的第三隻眼 會被一層薄薄的鱗片覆蓋 這種動物的頭骨 通常有一個特殊的開口 來容納第三隻眼睛 可以想象一下 同時用三隻眼睛來看世界 那看到的景象一定很奇妙 但事實並非如此 這第三隻眼睛 只是一個感光器官 不能視物 它也被稱爲顱頂眼 它有視網膜 神經和類似精狀體的結構 但沒有紅膜 眼瞼和眼肌 它曾經可能是一個功能完全的器官 但目前科學家只認爲 它在體溫調節 和建立晝夜節律方面發揮作用 那會頭蜥的另外兩隻眼睛呢 另外兩隻正常的眼睛 擁有優秀的夜視能力 並且還能獨立聚焦 它們的血管膜中 有一層額外的反光膜罩膜 這層膜能將光線反射回視網膜 所以會頭蜥的眼睛在黑暗中會發光 並且在黑暗中看得更清楚 現在 我們終於要講到一種非凡的爬行動物 它能看到十米外的一隻小蒼蠅 直到最近人們還認爲 它的雙眼是可以完全獨立移動的 能形成兩個不同的世界視角 但是有科學家最近發現 這種蜥蜴的眼球運動實際上是協調的 它就是變色龍 以會變色僞裝而聞名 但它神奇的眼睛 也同樣引人注目 它能同時用每隻眼睛追蹤兩個不同的目標 或者一隻眼睛追蹤目標 另一隻眼睛觀察周圍環境 在一項利用電子遊戲進行的實驗中 科學家們將變色龍放在屏幕前 屏幕上有一隻昆蟲左右移動 變色龍會伸出舌頭 去捕捉這隻虛擬的獵物 而另一個遊戲實驗中 科學家在屏幕中央展示一個獵物 這時 蜥蜴的兩隻眼睛都能看到 然後畫面分成兩隻昆蟲 飛向屏幕的兩邊 此時變色龍的眼睛就會分別追蹤這兩個目標 直到選定其中一個 需要注意的是 當變色龍一隻眼睛追蹤獵物時 另一隻眼也在追蹤自己的目標 但在某個時刻 另一隻眼睛會聚焦到第一隻眼睛追蹤的目標上 以便聚焦於一個目標 這也就意味着 其中一隻是追蹤眼 而另一隻則是聚焦眼 由此我們可以推斷 變色龍的大腦能獨立控制每隻眼睛 但也有更高層次的控制 來協調這兩隻眼睛 所以每隻眼大概都知道另一隻眼在看什麼 就像你此刻在看這個視頻一樣 另外變色龍的眼睛突出在頭的兩側 這爲它提供了全景視野 這是大自然創造的一種非凡的光學工具 接下來要講的是 能分辨紫外線的昆蟲 這種昆蟲有巨大的球形眼睛 具有超強的變色能力 它就是蜻蜓 爲了讓你對它們的視覺有個概念 我們來回顧一下 人類是三色視覺 能看到紅藍綠組合的顏色 而蜻蜓更厲害 根據種類的不同 它們有四到五種視蛋白 這比人類多得多 所以蜻蜓看到的世界 會比我們看到的更加色彩豐富 但更有趣的是 它們的DNA中 至少有11種不同的視覺視蛋白基因 有些種類的蜻蜓甚至多達30種 換句話說 在進化過程中 它們的色覺發生了極大的變化 而它們現在還在利用這種 基因多樣性帶來的一些能力 有生物學家發現 蜻蜓在不同年齡段 會使用不同的視蛋白 比如一些在沙中孵化的幼蟲 通常缺少感知藍色的視蛋白 其他研究也表明 蜻蜓能看到紫外線 也就是說 蜻蜓比人類更會分辨顏色 這意味着 它們看到的花朵會是這樣的 但除了擅長分辨顏色 蜻蜓在快速發現目標方面也很厲害 它們的視覺反應非常快 能在不到0.05秒的時間內 判斷一個飛行的物體 是否可能是獵物 想象一下 快速翻閱一本畫有飛鳥的筆記本時 我們實際上會看到一個小視頻 注意不到頁面翻動 但對蜻蜓來說 由於它的超強視覺這個過程會慢得多 它能清楚地看到頁面的翻動 人類每秒能看到60幅圖像 而蜻蜓能看到大約200幅 這意味着 它能看到我們根本看不到的物體 甚至蜻蜓的動作也快得驚人 我們只有用慢放80倍的相機 才能看清它們的動作細節 憑藉360度視野和其他能力 難怪這些生物已經存在了超過3億年 沒錯 它們比恐龍出現的還早 現在讓我們從天空深入水生生物的世界 這裏特別要提螳螂蝦 因爲它的眼睛是動物王國中最複雜的之一 螳螂蝦有多達16種感光視追細胞 而人類只有3種 它們能看到紫外線 可見光和偏振光 偏振光是所有光波都指向同一方向的光 通常光波向各個方向傳播 但當光被偏振時 光波會被過濾指向一個方向傳播 偏振光常用於太陽鏡中以減少眩光 這是通過這種眼鏡看到的物體的樣子 如你所見 沒有眩光會使環境顯得更有對比度 螳螂蝦是已知唯一能看到圓偏振光的動物 圓偏振光是指光波傳播時 電場和磁場的方向沿緣周變化 現在讓我們仔細看看 它們驚人的視覺器官 螳螂蝦的眼睛由數萬個小眼組成 小眼是昆蟲敷衍的組成部分 而螳螂蝦眼睛的結構非常特別 眼睛分爲三個部分 兩個半球由一個狹窄的線性中間帶隔開 每個半球包含幾排具有不同功能的小眼 如顏色檢測 正是由於這兩個半球 它甚至可以僅用一隻眼就能獲得立體視覺 它們的眼睛中央有六排經過改造的小眼 這纔是真正神奇的地方 前四排檢測人類可見的普通光和紫外線 最後兩排的小眼含有微小的絨毛 一些科學家認爲 這些絨毛負責偏振視覺 那麼螳螂蝦能比人類分辨更多的顏色嗎 2009年 澳大利亞神經科學家 賈斯汀·馬歇爾領導的一組科學家 進行過一項實驗 他們訓練了一種名爲 Heptosquela traspinosa的螳螂蝦 讓它們識別400到650納米之間的10種特定波長 並給它們看兩種顏色 當它們選擇正確的顏色時 就會用冷凍蝦或貝類獎勵它們 最終這種螳螂蝦能分辨光譜上下50到100納米的其它顏色 但當差異縮小到12到25納米時 它們就無法分辨了 相比之下 人眼能分辨1到5納米的波長差異 它們的每種光感受器似乎都能捕捉特定的顏色 但靈敏度不如人眼 因此對它們來說 顏色之間的過渡不像對我們來說那麼平滑 現在讓我們來看看地球上已知最大的眼睛 它的直徑至少有25釐米 和足球差不多大 那麼是誰擁有這麼大的眼睛呢 箭魚 鯊魚 還是藍鯨 其實都不是 它就是大王烏賊 爲什麼它的眼睛這麼大呢 視覺生物學專家尼爾森和瓦蘭特認爲 大王烏賊進化出這樣的眼睛並不是爲了獵食 而很可能是爲了在漆黑的深海中 大王烏賊的眼睛長在頭的兩側 這意味着它沒有判斷距離所需的雙眼視覺 我們可以假設 眼睛大的烏賊比眼睛小的烏賊看得更遠 這有助於它們找到獵物和配偶 但尼爾森和瓦蘭特發現 只有當瞳孔超過2.5釐米時 眼睛越大看得才越遠 但當瞳孔長到3.5釐米 眼睛長到9釐米時 再變大就沒有意義了 屆時更大的尺寸並不會讓視力變得更好 這就是爲什麼魚類的眼睛最大 也就這麼大了 大王烏賊的重量和箭魚差不多 但它的眼睛大約是箭魚的三倍大 爲什麼呢 讓我們來分析一下 在大王烏賊生活的極深且黑暗的水域中 大瞳孔的優勢能讓眼睛收集到每一個光子 而且巨大的眼睛比普通大眼睛更有優勢 例如它們能更好的探測到 在500多米深處自身發光的大型物體 這也包括大王烏賊的天敵抹香精 你可能會說 抹香精不會發光呀 沒錯 它確實不會發光 但抹香精會嚇跑 像水母和甲殼類動物這樣的小動物 而這些小動物會發光回應 這些微弱閃光的輪廓 大多數動物是看不見的 但對大王烏賊來說不是 它的眼睛能在120米外捕捉到這種光 還能在水裏掃描 尋找這些微弱的閃光 它們十分擅長髮現細節 接下來我們要講的最後一種生物有點特別 它們即使沒有眼睛 也能避開捕食者 並找到黑暗的角落躲藏起來 它們是如何做到沒有眼睛也能生存的呢 事實是 這種生物就算沒有傳統意義上的眼睛也能看見 而是用整個身體表面來看 它們整個身體就像是一隻大眼睛 至少科學家們認爲 紫海膽就是這樣看世界的 它們的名字來源於身體的紫色 這種海膽在世界各地都有分佈 也是我國東南沿海的重要捕撈品種 它們會用像高橋一樣的脊刺和特定的管足移動 紫海膽平時比較安靜 一般都在海底慢悠悠地找食物 那麼它們的身體是如何看東西呢 其原因就在於它們的管足和脊刺間的小餅狀附屬物裏 有很多感光分子 這些分子共同作用就像視網膜一樣 海膽通過收回管足來改變視覺的角度和方向 此外脊刺也有作用 科學家認爲 脊刺能從不同角度遮擋光線 來幫助海膽分辨相對精細的細節 不管怎樣 紫海膽相比其他海膽而言看得更清楚 因爲有些品種的海膽的脊刺更少 科學家們也做了一些有趣的實驗來證明這一點 美國杜克大學的海洋生物學家索恩克·約翰森和其同事們 將39只紫海膽放在一個1.2米寬的光照區域 並在牆上掛了一個黑色圓盤 然後最有趣的事情發生了 當圓盤的寬度接近6釐米時 海膽對它沒有興趣 但當寬度達到約9釐米時 就引起了紫海膽的強烈的反應 有三分之二的實驗對象衝向它 剩下的三分之一則會遠離它 換句話說 對一些海膽來講 它可能被視爲一個避難所 當然 說衝這個字只是一種比喻 因爲它們的移動速度實在是太慢了 動物看世界和感知世界的方式與人類大不相同 它們的紫外線視覺 紅外敏感性 微觀視覺和回聲定位能力 使它們能感知到人類無法感知的信號 這幫助動物們發現獵物和避免風險 也讓它們能以自己的方式認識世界 並適應各種環境 但也許看完本期內容的你 現在看周圍世界的眼光 也變得不一樣了