凝視不同動物的眼睛,你會看到一些形狀奇特的瞳孔。但是這是為什麼呢?原來,瞳孔的形狀,可以有力地說明動物在其生態系統中扮演的角色。
瞳孔標記虹膜中的空心開口,虹膜是眼睛的色素沉著肌肉帶。它們是讓光線進入眼睛的“舷窗”,然後它撞擊視網膜並激活光敏細胞,使視覺活動起來。瞳孔是黑色的,因為進入瞳孔的大部分光線被吸收了。它們的大小會隨著亮度而變化,以及某些藥物、情緒和精神狀態的改變而變化,但它們的基本形態在物種之間差別很大。
舉個例子,家貓是黃昏獵手,瞳孔垂直拉長。在黑暗中,這些結構急劇擴張,吸收可用的光線。天亮時,它們會縮成狹縫。事實上,貓的瞳孔非常靈活,它們的瞳孔最大面積是最小面積的135倍,而我們的瞳孔只能縮小或擴大15倍。由於瞳孔的狹縫吸收光線的方式,它形成了尖銳的垂直輪廓。當貓的大腦處理每隻眼睛帶來的視覺資訊時,它們之間微小但尖銳的差異,能幫助貓判斷目標的精確距離。
事實上,許多其他的伏擊獵者也有垂直伸長的瞳孔,但主要是眼睛離地面更近的那些。這可能是因為這些瞳孔在較短的距離上感知物體特別有用,而這些動物一般近距離捕獵。從許多放牧和吃嫩葉的動物的橫向拉長瞳孔來看,世界會看起來非常不同,
比如山羊。這些位於頭部兩側的瞳孔,讓水平的光進入,使山羊具有近360度的視野,並提供清晰的水平影象。這能幫助山羊探測到地平線上的任何干擾,提醒它們注意潛在的捕食者,同時還能讓它們在逃跑時看到前方並探測到障礙物。事實上,山羊總是讓它們的瞳孔與地平線保持一致,當它們上下移動頭部時,它們的眼球在眼窩裡轉動。
與此同時,夜間活動的壁虎在較高的光照條件下瞳孔會收縮成佈滿針孔的狹縫。每個針孔將一個單獨的清晰影象投射到壁虎視網膜上。科學家們認為,比較這些不同的輸入資訊,可能有助於壁虎無需移動就能判斷距離。雖然它們可能愚弄了你,但螳螂和其他昆蟲以及甲殼類動物都有“偽瞳孔”。這些不是光學結構,而是觀察者體驗到的視錯覺。螳螂的複眼由數千個感光單元組成。當它們瞄準你的時候,它們看起來是黑色的,因為它們吸收了入射光的大部分波長,但沒有實際的開口。
那麼,為什麼我們的瞳孔是圓的呢?細長的瞳孔有助於提高動物視覺的某些維度。但科學家們認為,對於像我們這樣瞳孔呈圓形的動物來說,這是一個較低的優先順序。我們看到的不是極端聚焦的場景中的一些元素,而是一個相對細節更大的畫面,這使得更一般的觀察技能成為可能。這可能對尋找食物的覓食者、捕獵者注視和追逐獵物以及社會動物識別其他面孔特別有幫助。
當我們觀察不同的瞳孔時,規律就會浮現出來。但也有例外。例如,帕拉斯貓和貓鼬都是小型伏擊捕食者,但帕拉斯貓有圓形的瞳孔,貓鼬有山羊般的瞳孔。我們只探索了幾種瞳孔形狀。其他動物有新月形或心形瞳孔。或許墨魚的最奇特:它們的瞳孔在黑暗中是圓形的,但在光線下是W形的。那麼,這到底是怎麼回事呢?我們只能說,大自然是神奇而迷人的吧。