醒來發現自己變成了蚊子,你眼裏的世界將是這樣的……
某一天,你睡得正香時,忽然一陣狂風呼嘯而來,感覺不太對勁,你睜開雙眼,
世界發生了一些奇妙的轉變。發現自己居然縮小了,周圍的一切都變得很大,並且擁有了注射器一樣的“嘴”,細長的四肢,一對黑灰的翅膀,以及一雙幾乎將整個頭部包裹的大眼睛。
01
你竟然變身成一隻“千眼蚊子”
擁有了雙由許多小眼組合而成的“複眼”,這裏的每個小眼都能獨立看東西,但小眼實在太小了,只能看到物體的一小部分。要把所有小眼看到的部分,像拼圖似地拼在一起,才能拼成一幅完整的圖像。
這雙眼睛沒有眼窩,沒有眼皮,也沒有眼球,角膜直接與頭部表面連在一起。
但也多虧於此,可以全方位的觀察周圍,得到更多角度的視覺信息並快速作出反應,做到真正的“眼觀六路”。
這樣的變化會比以前更好嗎?
這是你現在看世界的景象↓
VR模擬出的蚊子在森林中的視覺動圖
來源Marshmallow Laser Feast官方視頻
此時你可能會一臉問號,這如何能看清?放心,蚊子不是靠視覺來“看世界”的,
主要是通過對二氧化碳和氣流的感知辨識周圍的環境。
夜色漸漸瀰漫,在你想要不要體驗一下怎麼填飽肚子時,世界再次發生了變化。
02
你現在是“飛行夜視儀”——貓頭鷹
擁有了雙堪比“夜視儀”的眼睛這雙大眼佔了臉部一半以上的面積。擁有超一流的夜視能力,敏鋭程度是人的100倍。
如果把鳥眼比做照相機的話,大多數白天活動的鳥,眼睛是小光圈的標準鏡頭,
貓頭鷹的眼睛就是大光圈、長焦距的望遠鏡頭,1500米以外一根火柴發出的
微弱亮光也能看見。
不過,這非凡的夜視能力卻是以犧牲彩色視覺換取的。在視網膜上,分佈着兩種感覺細胞:視杆細胞和視錐細胞。視杆細胞對光線有很大的敏感性,視錐細胞有感覺顏色的能力。貓頭鷹的視杆細胞特別多,視錐細胞卻特別少。所以它的眼睛在極微弱的光亮下也能工作,但卻是個“色盲”。
這次看見的世界比蚊子的強多了↓
VR模擬出的貓頭鷹在森林中的視覺動圖
來源Marshmallow Laser Feast官方視頻
一直都是球狀眼睛的你,眼睛突然有了堅硬的鞏膜環支撐而變成“管狀”,雖然眼睛不能自由轉動,但好在還有一個足夠靈活的脖子,使臉能轉向後方,頭部也可旋轉270度。
又一天來臨,世界也又一次改變。
03
這次,你成了“千里眼之王”——老鷹
擁有了一雙“千里眼”,老鷹的視網膜上分佈着比人眼多很多的感光細胞,茂密的叢林、蜿蜒的河流、地上奔跑的小動物……
明明翱翔在幾千米的高空,但地下發生一切依然清晰可見。能看到的最遠距離是
人類平均水平的4~5倍。普通人的視力在20/20(國外描述視力的方式,相當於我國的1.0)而貓頭鷹視力可以達到20/5甚至是20/4,也就是普通人在5米能看到的物體,貓頭鷹在20米就能看清楚。
左-人類的視覺,右-鷹的視覺
老鷹的眼睛還有一個獨特的地方,有兩個中央凹。(人類只有一箇中央凹)中央凹是視網膜中視覺(辨色力、分辨力)最敏鋭的區域,這兩個中央凹的作用不同,一個專門向前方看,另一個專門向側面看。這樣,老鷹的視覺範圍就寬得多,水平方向可以看到340度,兼顧了前方和側面。即使在兩三千米的高空飛行,仍能看清地面上的小動物。
從高空俯衝而下,周圍的畫面如倒映般掠過。然而,奇妙的變化又雙叕叕的來臨了。
你進到了海里
04
成為了超級變焦“攝像頭”——烏賊
擁有了一雙隨時能變形的“大眼睛”。平時瞳孔是波浪狀,但可以根據不同環境
任意改變瞳孔的形狀。
更令人驚喜的是,這雙眼睛沒有盲點,為了看清不同距離的物體,甚至可以改變
整個眼睛的形狀來進行聚焦,這讓烏賊在深海昏暗、微弱的光線下,也能形成鮮明的顏色對比。
但是遺憾的是隻能識別幾種簡單的顏色,基本是色盲一枚。
左-人體視圖,右-烏賊視圖
05
不同動物的眼睛差別為何如此大?
不管是貓頭鷹的“夜視儀”、還是鷹的“千里眼”,都是為了適應自然界的生存環境。
如果注意觀察,可以發現動物眼睛的瞳孔各不相同,有的是豎瞳孔,有的是橫瞳孔,還有少見的“之”字形瞳孔。
捕食者一般都擁有豎瞳孔,眼睛長在頭部的前端。
兩眼可以同時聚焦在前方的一個目標,產生略有不同又相互重疊的視野,這種能力稱為“雙眼視覺”。一方面可以讓視野更全面,彌補了視力盲區;一方面能讓圖像更有立體感。
被捕食者比如山羊、鹿和馬等食草動物,眼睛多長在頭部兩側,還有能橫向拉伸的瞳孔。
橫瞳孔可以最大限度地拓寬水平視野,看得更廣,在敵人撲來時能及時撒丫子跑。
動物的瞳孔形狀與生存狀態關係密切,這也是物種演化和自然選擇的良好體現。
06
眼睛配置雖重要,還需大腦來配合
和動物界的“頂配”眼睛相比,人眼看得不夠遠,感知的色覺不夠豐富,夜視能力也很差,且有視覺盲點,聽起來就糟糕透了,但我們人的大腦中央處理十分優秀,直接扭轉了畫面結果。大腦讓呈現在眼中的畫面足夠豐富多彩,也可以看到大多數動物看不到的細節。
科學家們比較了上百個物種視野的鋭利度,他們發現,視覺最敏鋭的動物和視覺最模糊的動物之間有着10萬倍的差異,其中,人類的視敏度名列前茅。
各種寵物和害蟲視覺下的家庭場景
圖片版權:Eleanor Caves
除了鷹、禿鷲和獵鷹,多數鳥類可看見的細節少於人類的一半。美國杜克大學(Robin Smith)的一項研究表明:人的視力大約比貓敏鋭7倍,比老鼠和金魚敏鋭40-60倍,比蒼蠅和蚊子敏鋭上百倍。所以咱自己的眼睛也是“上等貨”
從爬行類到鳥類,從昆蟲到魚類,動物的眼睛各不相同,這或多或少都與其生活習性有關。正如達爾文提出的適者生存理論一樣,各種動物的眼睛也都隨着動物的進化發生了相應的改變,進而形成了最“經濟適用”的眼睛,幫助它們在殘酷的大自然中能好地生存下去。
創作:中國科技館新媒體團隊
審核:冉浩 新媒體團隊特邀專家