美国趣味科学网站6月22日刊登题为《什么动物视力最好?》的文章,作者是玛丽莲·珀金斯,内容编译如下:
想象一下你是一只红尾鹰,正在天空中翱翔。你扫视地面,寻找下一顿美餐。在数百英尺的下方有一只松鼠,虽然它的皮毛与地面浑然一体,但它的伪装逃不过你敏锐的视力。
鹰、雕和隼等猛禽以其高度专注的视力而闻名。但你可能会想,这些鸟类是否真的独占鳌头,还有其他动物拥有更令人惊叹的视力么?
那么,什么动物视力最好?
事实上,没有简单的答案——但确实有一些动物出类拔萃。
美国普渡大学生物学教授埃斯特班·费尔南德斯-尤里契奇对趣味科学网站记者说:“没有完美的视觉系统。”他解释说,从进化角度看,高级视觉系统的发育成本极高。这是因为眼睛是神经系统的重要组成部分,需要消耗大量能量。为了保持效率,进化促使动物只发展出适应其生存环境和行为模式所需的视觉系统。
视力最精准:猛禽
猛禽——比如鹰、雕和隼——以拥有卓越的视力而著称,这种美誉名副其实。这些鸟需要从极远的距离——有时甚至数公里外——发现猎物。为此,它们的视觉系统进化出了超高清分辨率的特性。
据美国马里兰大学巴尔的摩县分校生物学教授托马斯·克罗宁说,猛禽的视觉精确度是人类的三到五倍,因此拥有鹰一般的视力就像是透过双筒望远镜看东西。
这些鸟类有两种适应性特征,帮助它们看得更清楚。首先,它们的眼睛相对于体形而言更大。其次,它们的眼睛里有更多感光细胞——这些是视网膜中能感知光线的特殊细胞。综合起来,这些特征可以帮助猛禽从远处发现猎物。
感知颜色最多:螳螂虾
在动物界的色觉比拼中,有一个显而易见的赢家:螳螂虾。这些形状怪异的无脊椎动物生活在浅海海域,它们或许能够看到我们甚至无法理解的颜色。
要了解螳螂虾如何看东西,重要的是要了解色觉如何发挥作用。人类有三种感光细胞,可以探测不同波长的光,大致对应红、蓝、绿三种颜色。许多脊椎动物有四种感光细胞,这意味着我们的色觉逊色于其他许多物种。
专门研究海洋动物眼睛以及大脑结构和功能的澳大利亚昆士兰大学名誉教授贾斯廷·马歇尔说:“大多数其他动物的色觉都比我们好。相对而言,我们就是有些色盲的猴子。”
不过,螳螂虾拥有的感光细胞数量更惊人。据马歇尔说,这些甲壳动物拥有12种色彩感光细胞。其中部分细胞甚至能感知紫外线波段,这可能使得螳螂虾眼中的世界与我们所见的截然不同。螳螂虾还拥有能够探测光偏振的特殊感光细胞。光偏振是源于太阳光在地球大气层中散射的光波特性。
但目前尚不清楚螳螂虾大脑如何处理所有这些信息。它们的大脑可能是在颜色组合的模式上进行分析,而不是探测来自感光细胞的单个输入。
马歇尔解释说:“螳螂虾可能并非想要看到比我们多三倍的色彩——它们只是用独特的方式解读这些信息。”
处理信息最快:昆虫
我们的视觉看似流畅,但其实我们眼睛和大脑处理信息的速度有限。克罗宁说,人类视觉的刷新率为每秒60帧。而另一方面,我们的爬虫朋友在相同时间却能处理更多视觉信息。
大多数昆虫的视觉系统每秒可以捕捉到数百帧画面。这个速度如此之快,以至于对人类视觉而言闪烁频率处于或低于可感知范围的荧光灯,在它们眼中看起来就像是频闪灯。
克罗宁解释说:“如果一只苍蝇飞进电影院,它就会认为它在看一个非常快的幻灯片。”
这种超高速的视觉效果就是为什么我们很难拍到一只苍蝇的原因;它们实际上在我们行动之前就看到了我们。苍蝇之所以能做到这一点,是因为它们的身体非常微小,眼睛和大脑之间的电信号传输距离要小得多,这意味着它们处理视觉输入的速度要快得多。
“人眼其实恰到好处”
所有这些特殊的视觉系统都以自己的方式给人留下深刻印象,但它们也有不足。例如,螳螂虾和昆虫都有复眼,这种眼睛由许多不同的子单元组成。由于只能容纳有限数量的子单元,所以这些动物的视力分辨率比我们低得多,就像一张像素化的照片。
克罗宁说,权衡这些利弊后,人类的眼睛其实恰到好处。
他说:“人类是一个非常好的妥协方案。我不想做螳螂虾,因为那样我的脑子就只有豌豆那么大小。所以说实话,我对现在的配置很满意。”(编译/卢荻)