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瞳孔的形状不只有圆形
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作为人体最重要的器官之一,日常生活中绝大部分的感官来自眼睛。正中间的瞳孔则是眼睛的重要组成部分,通过收缩周围的肌肉可以控制瞳孔开合大小,从而控制进光量。
有研究团队观察了214种动物的瞳孔形状并进行分类,得出结论:瞳孔为竖条状的动物多是擅长伏击捕食的狩猎者,喜欢昼夜活动;瞳孔是圆形的动物多是白天活跃、擅长主动猎食的觅食者,老虎、狮子以及狼都属于该类;横条状的则多是食草类动物。
条形瞳孔具有更高视网膜照度
视网膜照度受瞳孔面积和入射光强度的影响。因此,瞳孔扩张和收缩分别增加和减少视网膜照度,提供对不同光环境的初步适应。圆形瞳孔的收缩是通过环形肌肉来实现的,而条形瞳孔的闭合则需要两个额外的肌肉来横向压缩开口,从而允许更大的面积变化。
例如,家猫和壁虎的垂直条形瞳孔的面积变化分别为135倍和300倍,而人类的圆形瞳孔变化约为15倍。在白天和夜间活跃的物种需要在昏暗的条件下足够膨胀,同时收缩到足以防止在白天眩目。所以,瞳孔在需要比其他物种更多光调节的物种中被拉长,这是物种进化出条形瞳孔的原因。
竖瞳:天然的捕猎神器
家中养小猫的朋友不难发现,猫的瞳孔在收缩时是呈竖条形的,而在自然界,绝大部分夜行或者昼夜活动的捕猎者的瞳孔均是这种形状。
经过研究,科学家发现竖条瞳孔在放大与收缩时透光面积变化幅度很大,这样就有利于它们在光线微弱或者夜晚的场景下,能够更好地调节光线,从而快速适应周围环境,而这正是夜间捕猎者最需要的一项因素。
同时竖着的瞳孔在纵向上的景深比横向上的景深要大。景深指的是焦点前后相对清晰的成像区域,在景深外的物体相对模糊,景深内的物体较清晰。这就意味着,竖瞳对于处在焦点前后的物体比横瞳看得更清晰,这类瞳孔的动物在捕猎时会在测量距离上占据优势,通过增强视觉上的立体效果和模糊效果,伏击时判定距离、锁定猎物,增加捕猎的成功率。
横瞳:大自然赋予的广角监控
食草动物恰恰相反,通过观察我们可以发现大部分食草动物的瞳孔是横向矩形的,例如马、羊等。
横向瞳孔的动物在自然界大多都是以被捕猎的身份出现,它们的眼睛大多长在头部两侧,这样会大幅度提高眼睛视野、减少视野盲区。
横瞳的成像效果与竖瞳恰恰相反,横瞳能够让前后方的地面成像更加清晰,以观测捕食者。
而且,马和羊这类食草动物在抬头观望和低头进食时,它们的瞳孔均会处在一个与地面平行的位置,不会随着头部的运动而改变,这样就可以时刻观察周围的环境,遇到危险可以最快作出反应。这样就可以解释,为什么我们去牧场看小羊时,在它身体侧边慢慢靠近它时,小羊能够很快作出反应远离我们了。
相比之下,老虎、狮子、猎豹、狼以及我们人类的瞳孔功能不是那么突出,但是也通过力量、智慧、技巧等将这些不足进行了弥补。不管瞳孔的形状如何,这都是大自然进化带来的不同体现,构成了丰富多彩的生物圈。 (牟思潘)