眼睛裡藏著狩獵的秘密
【凱風/摘自《大科技‧科學之謎》2024年第4期】
你有沒有觀察過動物的瞳孔?狗的瞳孔圓溜溜的,透露出無辜;狐狸豎直的瞳孔顯得十分狡黠;貓的瞳孔在一天之中會不斷變化,在早晨和傍晚是杏仁形的,在中午變成細線狀,在晚上又圓得像一輪滿月。為什麼動物有著不一樣的瞳孔,牠們的瞳孔裡藏著什麼祕密?
地位決定著瞳孔
美國加州大學柏克萊分校的科學家對214種屬於不同科的陸生動物的瞳孔進行了分析,結果發現瞳孔的形狀與牠們所處的生態位之間有著明顯的聯繫。比如,作為被捕食者的草食動物(比如斑馬、山羊)大都長著橫瞳,而大多數晝行的主動捕食者(比如獵豹、獅子)則有著圓形的瞳孔,而「夜貓子」和伏擊捕食者(比如壁虎、蛇)則通常有著豎瞳。
瞳孔是虹膜中心的圓孔,光線通過瞳孔進入眼內。瞳孔可以隨著光線的強弱而縮小或擴大。瞳孔的作用是調控外界的光有多少能進入眼球。光線較暗時,瞳孔放大,讓更多的光進入眼球,方便視網膜成像;光線較亮時,瞳孔縮小,以防視網膜接受過多光線。
顯而易見,與圓瞳和豎瞳相比,橫瞳帶來的視野範圍更大─如果說人類眼睛「拍下」的景象是一張普通照片的話,那擁有橫瞳的動物看到的就是全景照片。而且,橫瞳動物的眼睛往往長在臉龐的兩側,這讓牠們可以眼觀六路。因此,對草食動物而言,橫瞳的好處顯而易見─牠們無法預見敵人會從哪個方向躥出來,只能時刻保持警惕,不停地觀察四周,以確保自己能在第一時間逃出生天。
研究結果顯示,與橫瞳和圓瞳相比,豎瞳有利於判斷附近物體的距離。在攝影風格中,有一種風格叫作「模糊攝影」,指的是當鏡頭聚焦於某個物體時,其他物體就會變得很模糊。我們的眼睛也具有相似功能,如果現在看雜誌的你凝視著這句話,雜誌上其他的字乃至雜誌以外的其他物體是不是逐漸變得模糊起來?模糊現象可以被用來判斷自身與附近物體的距離,而豎瞳具有的模糊功能比其他形狀瞳孔的更加強大。
擁有豎瞳的動物,牠們的眼睛大都長在頭部前端,而不是兩側。所以,兩隻眼睛可以同時聚焦在前方的一個目標上,產生略有不同又相互重疊的視野,這樣更有利於定位。因此,伏擊捕食者能準確判斷自己與獵物之間的距離,當牠們從藏身之地撲向獵物時,便能一擊即中。
與橫瞳和豎瞳相比,圓瞳既不能擴寬視野,也不擅於定位,因此只有站在食物鏈頂端的捕食者才會配備這樣一雙「中看不中用」的眼睛。對頂級捕食者而言,強大的武力或智力能幫助牠們在競爭中立於不敗之地,因此是否擁有一雙側重於某一方面功能的眼睛就顯得不那麼重要了。換句話說,圓瞳確保了恰到好處的視寬和視距,這種視力條件足以滿足頂級捕食者的生存需求。
自然界的奇怪瞳孔
貓咪的瞳孔十分神奇,在不同的時間會發生從圓瞳到豎瞳的轉變,之所以會這樣,也許是因為「德不配位」。貓咪的近親是威猛高大的頂級捕食者,牠們都長著圓瞳,在這種情況下貓咪也有樣學樣地長了一雙圓瞳。可是,貓咪的體形使牠無法在白天捕捉到大型獵物,只能成為「夜貓子」型的伏擊者。貓咪晝伏夜出,捕捉獵物時,通常都是在晚上進行短距離伏擊。我們已經知道,更適合伏擊者的瞳孔是豎瞳,因此貓咪通過收縮眼部肌肉將牠的圓瞳拉成了豎瞳,使得獵物在水平方向上的活動痕跡更加明顯。
黃貂魚、比目魚等水生動物具有新月形的瞳孔,這種瞳孔能通過減少水對光線的折射來增強視力,同時還提高了對比度。新月形瞳孔還為它們的主人提供了廣闊的視野,以便發現捕食者和獵物。
最奇特的當屬烏賊的「W」形瞳孔。在低光照水平下這種瞳孔傾向於張開變得更圓,以放進更多光線,在強光下又會恢復到「W」形。這種形狀的瞳孔使光線能夠從許多不同的方向進入眼球,並且可以提高圖像對比度和遠距離視物能力。科學家認為,這也是烏賊能看到偏振光的原因之一。
說了這麼多,現在你知道動物為什麼擁有各式各樣的瞳孔了吧?下次如果在野外遇到一隻不認識的野生動物,你能透過牠的瞳孔形狀來判斷牠有多危險嗎?
【更多精采文章請見《讀者雜誌》2024年7月號】
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