狗狗眼中只有黑色和白色? 齊來窺看動物眼睛世界

撰文:狂丸研究所
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動物眼底下的世界你知道是什麼樣子嗎?狗狗的視覺只能看到黑白色?杜克大學就有研究列出不同生物的視覺感知估計。從中可見,其實大多動物的視覺都不及人類,但於牠們眼中的世界卻比人類的奇幻得多。

人眼中的世界和動物眼中的世界有何不同?杜克大學的一項研究告訴我們,大多數動物眼中的世界可能都比較模糊。比如下面這張就是幾種常見生物,在不考慮色彩因素下的視力模擬圖像:

各種動物的視力模擬圖像。(狂丸科學)

今年,杜克大學的研究人員在Trends in Ecology & Evolution上發布了一項研究,他們編制了600種生物的視覺感知估計值,結果發現大多數動物看到的細節都沒有人類多,而且最敏銳的生物和最瞎的生物的視覺差距高達1萬倍。

各種動物的眼睛。(狂丸科學)

雖然差距這麼大,但並不表示我們看到的世界就更精彩。因為看東西並不只是由視力多好來決定的,顏色和視域也是影響眼睛觀察世界的因素。對於人類來說,一些動物眼中的世界可能更加魔幻。

左—人類的視覺,右—壁虎的視覺(狂丸科學)
左—人類的視覺,右—硨磲蛤的視覺(狂丸科學)
左—人類的視覺,右—蜘蛛的視覺(狂丸科學)
左—人類的視覺,右—蜜蜂的視覺(狂丸科學)
左—人類的視覺,右—蛇的視覺(狂丸科學)
左—人類的視覺,右—兔子的視覺(狂丸科學)
左—人類的視覺,右—海龜的視覺(狂丸科學)

當然,人類缺乏一些動物獨有的感應器官,所以這些圖不完全是動物們看到的世界,只是用一種我們能夠理解的方式來表現而已。

下面這張圖就是人類和貓主子看世界的對比。可以看出來,貓咪的世界比較模糊,細節和顏色更少,但是比人看到的視域更寬。

人類和貓看世界的對比(狂丸科學)

這是因為人類的眼睛擁有3種視錐細胞,每種細胞能分別感應三種顏色,分別是紅、藍、綠。物理課沒睡覺的都知道,這就是光的三原色。通過這三種顏色的不同組合,我們就可以看到高達100萬種的顏色。

高達到底多少種顏色?(狂丸科學)

科學家們認為貓咪可能也具有三色視覺,但是它們的視錐細胞的數量和分佈各不相同,因此根本無法和人類看到的色彩和飽滿度相比。專家們推測貓咪只能分辨出很少的顏色,例如灰色丶藍色和黃色。

左—人類的視覺,右—貓的視覺(狂丸科學)

除此之外,人類的眼睛是並排長在正前方的,而貓咪的眼睛則稍微向兩側展開,這就讓它們看的比人類要寬一些。

說到了貓咪,自然要說到狗。狂丸經常聽到一種說法——狗只能看到黑白的世界,其實狗的世界並沒有這麼悲慘,它雖然和貓子一樣是個「色盲」,但還是能看到顏色的。

狗視覺中的世界(狂丸科學)

加利福尼亞大學曾經設計了一個實驗來測試狗的色覺。他們讓狗按三塊板子,其中兩塊顏色一樣,第三塊不一樣。狗子只有按到那個顏色不一樣的板子才有好東西吃。這樣就能測試出來狗能認出哪些顏色。

狗的眼中世界就是由黃-藍-灰三種顏色組成的(狂丸科學)

最後實驗表明,在狗的眼中世界就是由黃-藍-灰三種顏色組成的。人類眼中的其他顏色,在它們看來也都是這三種,比如紅色在狗子看來就是黃色。

(狂丸科學)

除此之外,狗和貓一樣都是近視眼,視力不到人類的三分之一。根據一項針對狗而定制的特殊測試表明,如果人類在23米處看不清的東西,狗在6米就看不到了。但是狗們對於運動中的物體極為敏感,也就是說,如果你突然去摸一把狗子的腰,很有可能會把它嚇一跳。

如果你突然去摸一把狗子的腰,很有可能會把它嚇一跳。(狂丸科學)

和貓狗們同樣視力糟糕的還有馬。它也無法感知紅色和綠色,視力也只稍微比狗強一點。但是馬兒卻擁有陸上哺乳動物中最大的眼睛,由於這兩顆大眼睛分別長在臉的兩側,所以它擁有極為寬闊的350度視域。

由於這兩顆大眼睛分別長在臉的兩側,所以它擁有極為寬闊的350度視域。(狂丸科學)
意思就是,如果你把一匹馬惹毛了的話,它不用扭頭就能準確地給你一腳。(狂丸科學)

但是眼睛的這種位置,也讓馬兒的正前方出現了一個盲區——它無法看到自己正前方的一小塊區域。如果你聽過那個想要在馬跑,就在它前面放一個胡蘿蔔的故事,就會發現它其實有可能根本看不到一根完整的蘿蔔。

但是眼睛的這種位置,也讓馬的正前方出現了一個盲區。(狂丸科學)

馬兒的這種特殊的寬闊視域,其實在鳥類中更加常見。而且從視覺敏銳度上來說,老鷹和其他猛禽堪稱動物王國的視力之王。

從視覺敏銳度上來說,老鷹堪稱動物王國的視力之王。(狂丸科學)

從體型上來說,一隻10斤重的老鷹卻擁有和人類一樣大小的眼睛,但視力是人類的4到8倍。憑藉超強的視力,它能從3公里遠的地方發現一隻小小的兔子。

老鷹之所以具有如此出色的視力,和它的眼睛結構有關。在捕食的時候,老鷹能夠迅速調節眼部肌肉來改變自己的眼球曲率,這讓它們在攻擊過程中始終保持清晰的焦點。

左—人類的視覺,右—鷹的視覺(狂丸科學)

而且,不同於人類每隻眼睛的視網膜上只有一個中央凹,老鷹擁有兩個凹槽。一個用來接收前側視野裡的物體像,另一個則接收正前方的物體像,這讓老鷹的眼睛能夠同時關注不同的事物。比如一邊飛的時候既能看著前面的林木,也能盯著地上的一隻的田鼠。

鷹眼同時開啟微距鏡頭+變焦鏡頭(狂丸科學)

除了視力超絕外,老鷹眼中的世界也比我們看到的更加生動和明亮。這是因為老鷹擁有的視錐細胞數量是人類的6—7倍。此外,它們還能看到紫外線,這讓老鷹的捕食活動更加順利。因為尿液中的磷含量很高,而磷在紫外線下會放光,所以老鷹能夠順著這條光帶找到獵物的踪跡。

這就是為什麼不要隨地小便(狂丸科學)

跟天上飛的、地上跑的相比,海洋生物眼裡的世界更加獨特,這可能是因為它們生活在一個和我們完全不一樣的環境裡。

首先由於長期生活在海洋裡,一些動物似乎並不需要什麼視力,比如說Diplopteraster multipes 海星就基本上是一個瞎子。

Diplopteraster multipes 海星就基本上是一個瞎子(狂丸科學)

科學家們發現在這種海星的五個角的末端各有很多複眼,不過長期以來都無法確定它到底能不能看到東西。

紅點就是這種海星的眼睛(狂丸科學)

而最近哥本哈根大學的一項研究表明,這種「多眼」海星的確能看到一些模糊的圖像,但是只能看到黑白色,而且它們的視力比人類差了500倍。

這視力跟沒有差不多吧(狂丸科學)

科學家們推測,這類海星的眼睛可能是用來接收同類發出的發光信號。信號內容主要是一些生殖信息,比方說給朋友發個訊息定位加上「好吃,速來」這樣子的內容。

一些魚類的眼睛也能感應到紫外線,而且它們的眼睛更像一個凸透鏡,所以整個世界除了中心點以外都是扭曲的。

魚類的眼睛也能感應到紫外線,而且它們的眼睛更像一個凸透鏡,所以整個世界除了中心點以外都是扭曲的。(狂丸科學)

視力好的海洋動物一般都是是捕食者,比如說鯊魚。雖然它們可能無法分辨出顏色,但是憑藉視網膜後面的一種鏡面晶體,鯊魚在水底下的視力是人類的十倍,這種特殊結構能讓鯊魚在黑暗的水底看得更清楚。

左—人類在水中的視覺,右—鯊魚在水中的視覺(狂丸科學)

我們前面說過人類擁有的是三色視覺,那麼十六色視覺是怎麼樣的呢?一類叫做Mantis Shrimps的蝦就擁有12~16色視覺。也許你比較熟悉皮皮蝦這個名字,皮皮蝦就是Mantis Shrimps中的一種蝦類。

Mantis Shrimps就擁有12~16色視覺(狂丸科學)

實際上,Mantis Shrimps擁有的是一種結構非常複雜的複眼,複眼裡的每個小單位都能獨立檢測光線。憑藉這個精密的結構,Mantis Shrimps還能自主調節視覺的敏感度來適應不同的環境。

Mantis Shrimps能自主調節視覺的敏感度來適應不同的環境(狂丸科學)

遺憾的是,如果沒有相對應感應器官的話,我們根本無法理解Mantis Shrimps眼中的世界真正長什麼樣。因為16色視覺對於只有三色視覺的人類來說實在是太豐富了,就如同我們無法理解四維宇宙長什麼樣。

總之,面對同一個世界,一萬種生物就有可能看到一萬種不同的風景,而其中還有不少畫面超越了我們的腦洞。所以說,大自然的神奇,真的是要遠比我們想像中的還要魔幻。

大自然的神奇,真的是要遠比我們想像中的還要魔幻(狂丸科學)

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