動(dòng)物眼中的視差世界

王莊林

動(dòng)物眼中的世界究竟是什么樣子？動(dòng)物看世界的方式與人類差異到底有多大？多少個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類并不能夠給出一個(gè)準(zhǔn)確的答案。直到今天，最新的科學(xué)研究才揭示了動(dòng)物驚人的視覺(jué)差異。

狗眼未必看人低

俗話說(shuō)“狗眼看人低”，實(shí)際情況并非如此。犬齒類的動(dòng)物都天生具有捕捉的本能，獵物任何微小的動(dòng)靜都會(huì)立刻引起它們的注意。狗的祖先狼則是犬齒類動(dòng)物中出色的獵手，它甚至可以在1000米以外輕易判斷出獵物是否患病，是否疲勞，是否精神緊張，并以此決定如何發(fā)起攻擊。獵物一旦表現(xiàn)出某種恐懼，那么它就很難再逃過(guò)狼的利齒。相反，當(dāng)獵物不慌不忙充滿自信時(shí)，狼便不敢輕舉妄動(dòng)。狼把靈敏的嗅覺(jué)與視覺(jué)合二為一，狼敏銳的目光往往被引向聞起來(lái)令狼垂涎的目標(biāo)身上。雖然狗被人豢養(yǎng)，大多不用去捕食獵物，但它觀察周圍環(huán)境時(shí)所表現(xiàn)出的特點(diǎn)與老祖宗一模一樣。這就難怪一只狗遇上生人時(shí)，總是疑神疑鬼，除了觀望之外，還時(shí)常會(huì)湊上去聞聞，否則心里不踏實(shí)。

除了看世界的方式比較特別外，狗眼看到的東西也與人類看到的有很大不同。狗眼中的視錐光感細(xì)胞較少，因此狗眼中世界的色彩非常單調(diào)，不像人類眼中的世界那樣五彩繽紛。但狗眼中桿狀細(xì)胞較多，所以在昏暗的環(huán)境下，它的視力出奇地好，看到的東西遠(yuǎn)比人眼能看到的多，也清楚得多。另外，靜止的物體不容易引起狗的察覺(jué)，它擅長(zhǎng)捕捉運(yùn)動(dòng)的物體。狗可以在1000米以外看到一只揮動(dòng)的手，很明顯，這是繼承了老祖宗狼的“專利”。

美洲豹眼夜視非凡

由于美洲豹的眼部肌肉能隨瞳孔的收縮而迅速隆起，因而能快速而完全地閉合眼睛，而且瞳孔能擴(kuò)張得很大，因而它能在近乎無(wú)光的條件下捕獵。另外，美洲豹眼睛的膜狀層也具有特殊的功能，即當(dāng)夜間極微弱的光線反射到視網(wǎng)膜上時(shí)，它的眼睛能將這種光亮進(jìn)行放大。具有這種放大功能的眼組織叫做膜狀層，這種類似于一面鏡子的薄膜能將已穿過(guò)視網(wǎng)膜的光經(jīng)過(guò)視網(wǎng)膜再次反射回來(lái)，讓光再次去刺激桿狀光感細(xì)胞，從而看清夜晚的景物。

美洲豹的這一特性加上其發(fā)達(dá)的嗅覺(jué)器官和非凡的探測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的能力，使它成為最可畏的食肉動(dòng)物。

農(nóng)村的驢，常常被蒙上眼睛拉磨，一副全然不知的樣子。驢只有在低頭吃草時(shí)，雙眼才具有最大的視野，因?yàn)榇藭r(shí)它的身體基本保持不動(dòng)，兩眼也不向前看，每個(gè)眼睛視角都達(dá)146度，且左眼與右眼所看到的景象都不相同。驢的腦袋與驢的四肢之間有一個(gè)盲區(qū)，一般來(lái)說(shuō)，這一盲區(qū)大約有120厘米長(zhǎng)、50厘米寬。不過(guò)不要緊，驢只要稍稍晃一下腦袋就可以看到這一區(qū)域了。首先要把頭擺正，其次雙眼要同時(shí)目不轉(zhuǎn)睛地向前方看，以便兩個(gè)眼睛看到的景象可以重疊到一起，由此才能辨別清楚物體并測(cè)定出物體與自己的距離，以保證自己不撞到東西。

有趣的是，驢眼看到的世界在水平方向與垂直方向上與我們?nèi)祟惪吹降母鞑幌嗤＿@是因?yàn)轶H眼的瞳孔是扁平的、呈長(zhǎng)方形狀，可以把水平向上的景物盡收眼底，其所看景物的范圍之廣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類。然而驢眼無(wú)法很好地洞察垂直方向上的動(dòng)靜，當(dāng)人在驢面前突然把手舉起來(lái)，驢會(huì)因?yàn)闊o(wú)法看清手在上方何處而嚇得不知所措。

青蛙具特定動(dòng)態(tài)視覺(jué)

青蛙的眼睛對(duì)動(dòng)的東西很靈敏，對(duì)不動(dòng)的東西卻視而不見(jiàn)。那么蛙眼具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)呢？

科學(xué)家們經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)，青蛙眼睛的視網(wǎng)膜由三層細(xì)胞組成：光感細(xì)胞層、中間聯(lián)系細(xì)胞層和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層。第一層的光感細(xì)胞把外界景物的影像成像在視網(wǎng)膜上，并把影像轉(zhuǎn)換為神經(jīng)電信號(hào)；第二層聯(lián)系細(xì)胞負(fù)責(zé)將電信號(hào)傳給第三層；第三層神經(jīng)節(jié)細(xì)胞則檢測(cè)影像特征，并將這些電信號(hào)編成密碼傳給大腦。神經(jīng)節(jié)細(xì)胞又分為四類，每一類都執(zhí)行特定的檢測(cè)功能，只對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的某一特征有反應(yīng)，分別辨認(rèn)、抽取視網(wǎng)膜圖像的不同特征。這樣，就把一個(gè)復(fù)雜的圖像分解成了幾種易于辨認(rèn)的特征，提高了發(fā)現(xiàn)與辨認(rèn)目標(biāo)的速度和準(zhǔn)確性。因此，科學(xué)家們把這四類神經(jīng)節(jié)細(xì)胞稱為“檢測(cè)器”，分別是“邊緣檢測(cè)器”、“凸邊檢測(cè)器”、“反差檢測(cè)器”和“變暗檢測(cè)器”。這四種檢測(cè)器共同作用，就可以使青蛙只對(duì)與它生存有緊要關(guān)系的景物有反應(yīng)，而對(duì)與它的生存沒(méi)有意義的事物，如不動(dòng)的或搖動(dòng)的樹(shù)木和草葉則都沒(méi)有反應(yīng)。

不難看出，蛙眼對(duì)背景不起反應(yīng)，而是集中注意相對(duì)于背景運(yùn)動(dòng)、具有特定形態(tài)特征的物體。一旦一只昆蟲(chóng)或者天敵的“影子”從眼前掠過(guò)，它立即就會(huì)做出反應(yīng)，撲向食物或者逃進(jìn)水中。青蛙動(dòng)態(tài)視覺(jué)器官的這一特性，給“運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測(cè)器”提供了設(shè)計(jì)原理和模型。

魚(yú)眼瞪大看世界

魚(yú)眼中的世界與人類所看到的更是大不一樣。

由于光的折射和反射，在水中看物體，會(huì)覺(jué)得物體變形，顏色暗淡。為了區(qū)分周圍的物體，魚(yú)眼的瞳孔放得非常大，接收盡可能多的光線。

除了視覺(jué)細(xì)胞與瞳孔外，魚(yú)眼中的晶狀體也是球形的，這使其可以匯聚入射光線。由于魚(yú)的晶狀體本身不能變形調(diào)焦，視覺(jué)調(diào)節(jié)只能靠晶狀體前后擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如，當(dāng)其晶狀體推向前方時(shí)，長(zhǎng)在兩側(cè)的眼睛可以看見(jiàn)前方較近的物體和身后較遠(yuǎn)的東西，相反，當(dāng)晶狀體向后邊縮時(shí)，可以看見(jiàn)后邊較近的東西和前方較遠(yuǎn)處的物體。由此看來(lái)，魚(yú)眼盯著的東西未必被它注意，或許我們?cè)谂c海洋館里的魚(yú)兒面面相覷、以眼還眼之時(shí)，它們未必把我們“放在眼里”。

魚(yú)的眼睛沒(méi)有眼皮，這使其“犧牲”時(shí)都呈死不瞑目狀。然而這還會(huì)帶來(lái)許多煩惱，比如，強(qiáng)烈的陽(yáng)光可能灼傷魚(yú)的視網(wǎng)膜。好在魚(yú)眼的視網(wǎng)膜上覆蓋有一層天然的色素細(xì)胞層，可以起到保護(hù)作用。

蜜蜂能看見(jiàn)紫外光

在春暖花開(kāi)的季節(jié)，絢麗多姿的花卉競(jìng)相開(kāi)放，吸引若干群蜜蜂前來(lái)采蜜。但是，蜜蜂的色彩世界和我們?nèi)祟愃吹降慕厝徊煌?，這是由于它能看到紫外光的緣故。其實(shí)蜜蜂有5只眼，其中單眼有3只，能夠感覺(jué)光的強(qiáng)弱，起著光度計(jì)的作用，幫助蜜蜂掌握早出晚歸的時(shí)刻；另外有兩只復(fù)眼，共由12000多個(gè)六角形小眼組成，它們各自自成體系，都能看東西。

科學(xué)家們多年來(lái)已經(jīng)了解到，蜜蜂能夠根據(jù)太陽(yáng)的位置來(lái)找到食物的來(lái)源。但蜜蜂是如何具有這種本領(lǐng)的？

德國(guó)科學(xué)家約翰遜·麥克唐納發(fā)現(xiàn)，在陰天，哪怕蜜蜂僅能看到小小的一塊藍(lán)天，都能找到食物。他說(shuō)，之所以能夠這樣，是因?yàn)槊鄯渖朴诶藐?yáng)光折射的紫外光來(lái)判定它們尋食的路徑。這種折射的紫外光是由太陽(yáng)光在大氣層中被分散而產(chǎn)生的。蜜蜂的眼睛里有一種能夠折射紫外光的特殊細(xì)胞。這種細(xì)胞能在蜜蜂的腦子里繪制出一種地圖，即使太陽(yáng)被云層遮住，它也能了解到太陽(yáng)的方位。當(dāng)蜜蜂在打著圈飛行的時(shí)候，這種特殊的眼細(xì)胞就能在某一點(diǎn)上接到相對(duì)來(lái)說(shuō)最亮的紫外光。蜜蜂便知道這個(gè)點(diǎn)正對(duì)著太陽(yáng)的方向。

因此，一只蜜蜂只要記住了同伴舞蹈的方向，便能準(zhǔn)確地向食物源飛去?？茖W(xué)家為此做了許多試驗(yàn)。他們?cè)谝巴庥^察蜜蜂，記錄蜜蜂的舞蹈并向蜜蜂提供一種人造的折射紫外光源，來(lái)測(cè)試它們的這種能力。試驗(yàn)證明，蜜蜂眼睛里的那種特殊細(xì)胞實(shí)際上是一種天然的繪圖儀。

鷹鷲千里敏銳眼

我們常以“鷹眼”來(lái)形容人眼睛的銳敏。鷹眼確實(shí)是十分厲害的。雖然在高空飛翔著，但往草叢里逃跑的小兔子、往母雞翅膀下躲藏的小雞雛，它都能一目了然。獵人正是利用了老鷹的這個(gè)特點(diǎn)，不見(jiàn)兔子不撒鷹，撤了老鷹，任兔子跑得再快，也難逃出鷹的眼睛。

鷹的這雙炯炯有神的眼睛有它特殊的構(gòu)造。鷹眼的視網(wǎng)膜上有正中央凹和側(cè)中央凹兩種形態(tài)。正中央凹能發(fā)現(xiàn)前側(cè)視野里的物體，側(cè)中央凹能感知鷹頭前面的物體。由兩個(gè)中央凹交叉的視區(qū)為最銳敏視區(qū)。如果把人的眼睛和鷹的眼睛對(duì)比一下，我們就可以看到，人眼睛只有一個(gè)中央凹，視錐細(xì)胞每平方毫米14.7萬(wàn)個(gè)，而鷹眼睛的中央凹視錐細(xì)胞每平方毫米為100萬(wàn)個(gè)；人眼瞳孔直徑為3毫米，而鷹眼瞳孔直徑為6毫米，所以鷹的眼睛比人的眼睛敏銳得多。

視網(wǎng)膜的光感受器視錐細(xì)胞攜帶對(duì)光敏感的一種“視蛋白”。鷹之所以能看到遠(yuǎn)距離的獵物，是因?yàn)楦挥小耙暤鞍住钡囊曞F細(xì)胞光感受器緊密堆積在視網(wǎng)膜上。而提高人眼的清晰度的一個(gè)途徑就是在視網(wǎng)膜上塞滿更多的視錐細(xì)胞。雖然這會(huì)提高我們的視力，不過(guò)這一過(guò)程可能讓我們的眼睛感覺(jué)不適，因此要慎重。