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动物都是色盲?人家的视觉可能比你还丰富!
发布于:2022年10月19日    来源:澎湃新闻
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  给猫狗买玩具球

  该买红色的还是绿色的?

  相信绝大部分“铲屎官”

  都曾纠结过这个问题

  实际上

  在它们眼中

  这两个球并没有什么区别

猫狗竟是“色盲”?

  在人们的印象中,猫狗都有着远超人类的视觉能力,但事实上它们连颜色都分不清。为什么?有一个概念叫做“彩色视觉”,也叫“色觉”“辨色力”,即颜色感知的能力,本质上就是我们对于不同波长的光的感知能力。

  当一道白光经过三棱镜,会被分拆成一条彩色的光谱,不同波长的光次第排列,波长从长到短依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

  我们之所以能够识别不同颜色之间的差别,是因为我们眼中的视锥细胞。我们的视网膜上有三种不同的视锥细胞,它们对于不同波长的光的敏感程度不同,一般叫做蓝光、绿光和红光的受体。正是这三个受体互相拮抗、互相配合,才让我们看见了七彩的世界。

  然而和人类相比,猫和狗都少了一种视锥细胞,只有长短两型,分别对蓝紫色的光和黄绿色的光敏感。这种情况和人类中罹患红绿色盲的患者非常类似,因此玩具球到底是红色还是绿色,它们无法区分。

  但是在昏暗的环境中,它们的视野却非常明亮。这是因为视网膜上还有一种光学感受器,叫视杆细胞,对光线十分敏感。在猫狗的视网膜上分布着比人类多得多的视杆细胞,这也是为什么在关灯之后,它们依然能在漆黑的房间里熟练地“跑酷”。

鸟类——“四色视觉者”

  在我们同情猫狗眼里的世界不够多彩的时候,或许窗口的麻雀们也同情着我们。

  如果说我们人类是“三色视觉者”,那么绝大多数鸟类都是“四色视觉者”。和人类相比,鸟类除了有红绿蓝三类颜色受体之外,还有一类响应更短波长的视锥细胞,在大部分鸟类中,它们的响应峰值甚至落到了紫外线的范围里。

  新的视锥细胞的存在,让鸟类对于颜色的感知增加了一个维度。我们眼中灰扑扑的物体,可能在鸟类的眼里光彩夺目,这就像是狗狗眼里黄色的东西,在我们看来却大红大绿一样。

  在鸟类的视锥细胞中还有一种高级的结构,是我们哺乳动物中所没有的,在鸟类视锥细胞内,有一个小小的油滴,起到滤镜的作用,让视锥细胞的色彩识别更加精确。科学家在鸟类的视锥细胞中总共发现了六种不同颜色的小油滴。

 

  当然,不是所有鸟类都拥有四色视觉。猫头鹰的视网膜里视锥细胞的数量就非常少,所以猫头鹰的视觉很有可能是接近单色的——这点倒是和猫一样了。

壁虎——多彩的“夜生活”

  在高分辨率和色彩之间,很多夜行性动物,包括猫和猫头鹰都选择了前者。但是壁虎却表示:“我全都要。”

  头盔守宫(Tarentolachazaliae),一种夜行性的壁虎,在昏暗的月光下对于色彩的识别能力是同等条件下人的350倍。在它们的视网膜上,密密麻麻排布的满是三种对绿色、蓝色与紫外线敏感的视锥细胞。

  图片来源:百度百科

  壁虎眼睛优异的光学性能使得它们在夜间也能感受世界的多彩,科学家推测可能是日行性蜥蜴为了适应新的环境,改造出了更适用于夜晚的视觉系统。

章鱼——五彩斑斓的“色盲”

  乌贼、章鱼这些头足动物的眼睛和我们的眼睛看似结构相近。

  从某种程度上来说,乌贼的眼睛可能比脊椎动物的更加“合理”。脊椎动物的视觉神经纤维位于视网膜的前侧,因此成像时无法避免的会出现“视觉盲点”

科普知识

  捂住左眼,正对画面,慢慢靠近加号,再慢慢远离约一臂距离,重复此操作,你会发现,移到某个位置时,圆点消失了,这里就是你眼睛的盲点。

  而乌贼和章鱼的视觉神经纤维位于视网膜的后侧,直接无缝聚成视神经,完全不影响成像,也没有盲点。

  脊椎动物和章鱼的眼内结构,可以看到章鱼的视觉神经纤维位于视网膜的后侧。

  图片来源:维基百科

  但在色觉方面,人们通常认为头足动物的眼睛只能看到黑白和灰度。如果在乌贼的变色习性面前,科学家心生疑问:既然它看不见颜色,那它是怎样把自己的颜色变得和环境一样,又如何在同样是色盲的异性面前夸耀自己的多彩呢?

  面对这样的矛盾,科学家指出,乌贼章鱼们可能也是会有彩色视觉的,秘密就藏在它们奇形怪状的瞳孔上。

  脊椎动物的瞳孔大多数是圆形的,而乌贼们的瞳孔完全反其道而行,U形的、W形的不一而足,这样的瞳孔很难在视网膜上形成简单清晰的影像,还会因为光线波长的不一致,在图像的边缘形成多彩的晕影。

  但是,只要有足够的“算力”,这些晕影的图样依然可以精确地还原出物体本身的颜色,当然这对颜色本身也有一定的要求。如果是单一的颜色,或者明度相近的两个颜色,就难以形成明显的晕影,这也是为什么有一部分研究报道称乌贼没有彩色视觉,而实际上,乌贼擅长识别的是明暗交界处的色彩

虾蛄——“炸裂”的色觉

  虾蛄(Stomatopoda),俗称“皮皮虾”,可能是地球上彩色视觉最复杂的一群动物,因为它们的眼中竟然拥有多达12到16种不同的光学感受器!

  我们完全无法想象它们眼里的彩虹是什么样的“炸裂”效果,且不说十几维的可见光、紫外光混合在一起,它们甚至还能感知到圆偏振光——它们至今依然是唯一拥有这种特殊能力的类群。

  如此复杂的彩色视觉,一方面可以为它们小小的脑子节约宝贵的算力,一方面也为它们提供了更加丰富的秘密沟通方式。每个住着虾蛄的洞的门口可能都写着大大的“有人勿扰”,只不过它们的天敌、猎物,以及我们,都看不见罢了。

  每种动物都有着它们感知世界的方法

  套用我们的视界

  对于我们或它们

  其实都是毫无必要的噢

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