当你以某种方式看待世界时,很容易忘记并不是所有的生物都看到同样的东西。
除了对色彩主观体验的哲学思考之外,不同的生物已经进化到以完全不同的方式看待世界——眼睛的结构和配置针对每种环境进行了优化。
有些眼睛我们很懂。例如,食草动物有水平瞳孔,可以让它们看到周围环境的全景。这有助于它们看到捕食者的到来,并在逃跑时避开障碍物。捕食发生在夜间。病人的瞳孔垂直,使夜间视力最大化。
然而,在这个宏伟、广阔、多样的世界上,还有其他种类的眼睛以我们无法想象的方式看待这个世界。
以下是世界上已知的5只最奇怪的眼睛。
奇顿,汉斯·希勒沃特
1. 不是眼睛的眼睛——石眼
当你想到眼睛的时候,你肯定会想象它至少是由细胞组成的,但是这些奇怪的海洋软体动物被称为石鳖,它们的眼睛是由“石头”组成的。
这些小生物是多面体。它们身体的外部被一层厚厚的“板甲”保护着,它们完全融入周围的岩石中,这使得它们很难被发现。
它们爬过岩石,吃任何它们在那里找到的东西,但是如果你沿着它的外壳的周长和底部寻找眼睛,你不会找到一个作为眼睛的器官。
当然,石鳖也有眼睛,它们只是没有普通的柔软的眼睛,它们的眼睛长在甲壳上,是由一种矿物质组成的——更具体地说,是一种碳钙内特称之为文石。
此外,石鳖有不止一双眼睛。它们像软体动物一样有很多眼睛,但石鳖的眼睛是随机分布在甲壳表面的。
资料来源:哈佛大学威斯研究所
如图所示,深色的部分是石鳖的眼睛。这些眼睛是由文石晶状体和一种叫做“唯美者”的视网膜组成的。它们的甲壳上有数百只这样的微眼,形成了一个复杂的视觉网络。可以吸收光线来分辨图像。
科学仍然不明白石鳖的视觉信息是如何被大脑处理的,但它可以帮助我们更好地理解过去眼睛进化过程中发生的一些疯狂的事情。
首先,不难发现这种眼睛是非常原始的,最古老的石鳖化石可以追溯到4亿年前,它是一种古老的生物,保留了一些古老的特征,包括它的眼睛。
其次,科学家推测已经灭绝的三叶虫也有眼睛,它们也是由矿物质构成的——三叶虫的眼睛是由方解石构成的晶体,这可能是动物历史上第一个真正复杂的眼睛。
所以研究石鳖可以帮助我们了解很多地球上动物视觉的进化。
图:螳螂虾
2. 真正的超级眼睛——螳螂虾
在动物界,已知最复杂的眼睛属于底栖海洋甲壳类动物——螳螂虾。
人类可以看到一个丰富多彩的世界。事实上,在哺乳动物中,我们的眼睛已经非常强大了。大多数哺乳动物的眼睛看不到这么多颜色。这与过去哺乳动物通常在夜间活动有关。
眼睛中的视锥细胞决定眼睛能看到多少种颜色,视杆细胞决定眼睛在夜间能看到什么。人类有三种视锥细胞——一种对红、绿、蓝三种可见光波段敏感,另一种决定眼睛在夜间能看到多少颜色。杆状细胞——它们对自然光的大多数波长都很敏感,但是它们不能区分不同的波长。
这四种感光细胞构成了我们的视觉。三种视锥细胞的相互作用使我们能够看到五彩缤纷的世界,丰富的视杆细胞使我们能够在夜间看到东西(人眼有1.2亿个感光细胞)。杆状细胞,而三种类型的锥细胞总共只有600万个)。
螳螂虾眼的特点是:csamdric Peneau
螳螂虾是一种色彩鲜艳的小螳螂虾,这可能也与它们异常强大的眼睛有关。它们的复眼包含16种感光细胞,这是最著名的。
其中12个与颜色有关,有普通的彩色感光细胞,也有对紫外线敏感的感光细胞。看到紫外线并不特别。许多动物都能做到,但螳螂虾可以看到五种不同的紫外线。频带。
另一方面,它们也能看到偏振光。
就像看到紫外线一样,有很多动物都能看到偏振光,但螳螂虾是唯一能看到圆偏振光的动物。
因为研究人员已经证明,快速生长、混乱的癌细胞反射偏振光的方式实际上与健康组织不同,所以螳螂虾被认为能够在症状出现之前检测到癌症。
现在有许多科学团队致力于仿生他们的眼睛来设计可以提前看到癌症的相机。
此外,螳螂虾的每只眼睛都可以独立移动,单只眼睛可以感知深度,而大多数动物,包括人类,只能通过两只眼睛的相互作用来感知深度。
麻雀,眼睛看得很深
3. 观察地球磁场——一些鸟类
鸟的眼睛又小又圆,但它们的眼睛比我们的眼睛有力得多。
正如我们之前提到的,人眼有4种感光细胞,而大多数鸟类有6种,4种视锥细胞——比我们多一种对紫外线敏感,1种视杆细胞和一对不寻常的视锥细胞提供无色差的运动感知。
这似乎无法与螳螂虾相比,但一些候鸟可以在此基础上看到地球磁场,这有助于它们导航并完成跨大陆的超长迁徙。
图片来源:Jillian Ditner
很长一段时间以来,人们不知道长途迁徙的候鸟是如何完成迁徙的。直到最近,科学家们才将原因缩小到一组被称为光敏感蛋白的鸟类。
这种蛋白质依赖于蓝光,这表明鸟类的磁感知可能是基于视觉的。
四眼鱼
4. 一只眼两种用途——四眼鱼
“四眼鱼”听起来像它有四只眼睛,但它不是。它们只有两只眼睛,相对于它们的身体来说是非常大的,这些大眼睛进化出了令人难以置信的适应性。
它们的生态位是水面,它们大部分时间都在水面上捕食徘徊在水生生态系统周围的昆虫。
它们凸起的大眼睛帮助它们离开空气,更好地看到飞虫,但有趣的是,它们的眼睛太大了,一半的眼睛都在水下,这让事情变得相当复杂。有趣。
他们的每个瞳孔都被分成两半,一半位于水线以上(背部),另一半位于水线以下(腹部)。
通过这种方式,四眼鱼可以同时看到水面上和水面下的光线,通过不同的环境来观察捕食者和猎物。
查尔斯·j·夏普
更有趣的是,透镜的厚度在水面和水下部分之间是不同的,以适应空气和水生介质的不同折射率。
此外,角膜上皮的厚度也不同,视网膜感光细胞中的蛋白质也略有不同——表面视网膜对绿光更敏感,水下视网膜对黄光更敏感。
一只眼睛有两种完全不同的适应能力,所以称它们为四眼鱼一点也不夸张。
5. 另一种看待颜色的方式——鱿鱼
鱿鱼的眼睛有奇怪的w形瞳孔,这使它们有些独特,现在生物学家已经确定,这一特征有助于它们平衡垂直不均匀的光场,这是它们栖息在深水中的一种常见适应。
但鱿鱼的独特之处在于它们的眼睛只有一种感光细胞,但它们能看到不同的颜色,甚至可能是我们不知道的颜色。
乌贼独特的瞳孔与其他动物截然不同,它利用光线穿过棱镜,将光线分解成不同的颜色。
当我们眼睛的晶状体无法将颜色聚焦到同一点时,就会出现色差,将鲜明的阴影对比度变成不同的色调,鱿鱼可能已经为我们的眼睛解决了这个问题。
当色差不可避免地发生时,瞳孔越小,色差就越小,所以瞳孔越宽的鱿鱼很容易出现这种情况,这会使鱿鱼看到的图像变得模糊。
但是这种模糊可以给它们一种不同的“色彩体验”,这就解释了为什么鱿鱼只有一种感光细胞,并且可以根据环境来协调它们的身体颜色来伪装。
此外,鱿鱼的眼睛还可以旋转。最近,科学家们发现这些旋转的眼睛可以产生立体视觉。这就是鱿鱼与其他动物对深度的不同看法。
主编:尚尚文Q