动物对周围世界的视觉感知取决于它们的眼睛如何处理光线。比如,人类拥有三色视觉,换句话说,我们的眼睛拥有三种类型的视锥细胞,它们对红、绿和蓝三色非常敏感,这些颜色的组合为我们带来了丰富多彩的视觉感受。我们的眼中还有一类感光细胞被称为视杆细胞,它们可以探测到极微弱的光,让我们在黑暗中也能看见。

其他动物的眼睛对光的处理则各不相同。一些生物只有两种感光细胞,这使它们会变成部分色盲;一些生物拥有四种感光细胞,它们有能力看到人类无法看见的紫外线;还有一些甚至可以探测到偏振光,也就是在同一个平面上振荡的光波。

我们总想知道,动物究竟在想什么——如果你是一位宠物主人,可能深有此感。遗憾的是,我们暂时还无法做到那一点,但我们确实可以尝试透过动物的眼睛,看看它们眼中的世界是什么样的。

这里有7种动物的“视觉模拟器”,或许能给你带来全新的视野和感受。作为“生产商”,在此允许我们进行一条“免责声明”:这只是一个初级版本,在一些情况下我们可能无法还原出真实的动物视觉,但部分原因也是你的眼睛构造和大脑的局限性。许多动物的视觉其实远超出人类的极限,这也正是动物世界的奇妙之处

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一种典型的误解认为狗是色盲的,这种说法实际上并不准确。狗的世界并不是真正的灰黑白。狗的眼睛包含两种视锥细胞,也就是说,它们应当拥有二色视觉,它们只能看见某些颜色。总的来说,狗能看见黄色、蓝色和灰色,但无法像我们一样辨别红色、紫色和绿色。对人类来说,彩虹的颜色是赤橙黄绿青蓝紫,而对狗来说,彩虹很有可能是深灰、深黄、浅黄、灰、浅蓝和深蓝色。

此外,由于缺少一种视锥细胞,它们辨别色彩明暗度的能力比人类要差得多。狗眼中的世界很像我们用某种“褪色滤镜”处理后的效果,应当没有我们看见的世界那么明亮。

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猫的 眼睛的基本结构实际上和人类的很相似,但猫的视觉适应了非常不一样的目的,所以,它们眼中的世界对我们来说可能有几分熟悉,但也有几分不同。

作为捕食者,猫需要能够在光线很暗的情况下灵敏地感知运动。在黑暗中,它们的视力比我们好得多,部分原因在于猫拥有更多视杆细胞。它们的椭圆形瞳孔在昏暗的光线下可以张得非常大。和其他夜间捕猎的动物一样,猫也有一层反光膜(tapetum lucidum) ,这是一层具有反射性的组织,能将到达眼睛后部的光线反射回来,第二次穿过视网膜,使得光线有机会再次被视杆细胞吸收。这也是为什么照片中可以看到猫的眼睛在发光。

不过相对人类而言,它们的视觉“牺牲”了更精细的细节和色彩的感知。比如,猫是个“近视眼”,我们站在10米远开外能看清的东西,它们可能需要走到约2米近的地方才能看得清。目前的研究认为,猫应该拥有二色视觉,它们眼中的视觉类似人类的红绿色盲。

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你在“鸟类视觉模拟器”中看到的画面,实际上并不是鸟类眼中的真实画面。 严格来说,我们很难用图像的方式直接模拟出真实的鸟类视觉,因为它们的视觉已经超出了人类的极限——我们既没有相应的视锥细胞,也没有相关的大脑神经元,让我们真正体验鸟类的视觉。

鸟类拥有四色视觉,它们眼中的四种视锥细胞让它们有能力同时辨别红色、绿色、蓝色和紫外线。还有一个区别是,鸟类的视锥细胞包含一小滴人类所不具备的“有色油”,这滴油就像相机镜头里的滤镜一样,让鸟类有能力辨别两种非常相近的颜色。

上世纪70年代早期,研究人员在测试鸽子的色彩辨别能力时无意间发现,它们能够看见紫外线。 随后的数十年间,人们越来越意识到,许多物种的鸟类不仅能够看见紫外线,它们对紫外线的感知甚至比可见光更为敏感。这种能力影响着鸟类生活的方方面面。 此外,一些猛禽的视力比人类要敏锐得多。 一只鹰的视力分辨率大约是人类的2.5倍。

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蜗牛的视觉因物种而异,一些可能进化出了相对复杂的眼睛,一些可能是全盲的。 但总的来说,描述普通蜗牛的视觉似乎要容易得多,因为大多数蜗牛的眼睛结构非常简单和基本。这是 因为它们大多并不依赖于视觉来认识世界。

普通蜗牛的眼睛无法辨认任何颜色,缺乏晶状体结构,因此无法聚焦。它们的视力大致只能分辨出,身边是另一只蜗牛正在经过,还是一只捕食者正在靠近。大多物种的眼睛细胞排布成杯状结构,使它们有能力分辨光的方向。辨别不同强度的光的能力也可以帮助它们爬向更暗的地方。

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从这里开始,你可能需要运用一些想象力。成年大砗磲 (chē qú) 是完全静止的,它们往往附着在岩石或珊瑚上,柔软的身体边缘长着数百只小孔,这就是它们观察世界的眼睛。

这些小孔眼睛是一个很深的杯子的形状,有一个狭小的开口,但缺乏晶状体。尽管大砗磲对三种不同颜色的光很敏感,但它们无法将这些信息有效地结合起来。相反,它们眼中看到的是多彩但不明确的图像。然而,它们的眼睛能够探测到附近的活动,因此大砗磲可以通过喷射水来惊吓潜在的捕食者,或者关闭壳来保护自己。

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响 尾蛇在白天有着低分辨率的色觉,然而到了晚上,它们的眼睛还有大量视杆细胞来增强视觉。 但响尾蛇的与众不同之处在于,它们拥有感知红外光的能力。

与蝰蛇、蚺和蟒类似,响尾蛇拥有一种特殊的感觉工具,被称为颊窝(pit organ) ,也就是在长在眼睛和鼻孔之间一对小孔。每个窝中都有一层薄膜,可以探测热量。与这层膜相连的神经细胞中存在一种被称为TRPA1的神经受体,它负责将红外光转化为神经信号。在人类身上,同样的受体会触发我们对某些辛辣食物 (比如辣椒和芥末) 的疼痛反应。但在蛇的身上,这种受体则会对附近猎物的热量做出反应。

响尾蛇的大脑将来自颊窝的信息和来自眼睛的信息融合在一起,这样猎物的热成像就会与视觉图像重叠。对我们来说,这很像透过红外相机观察世界。

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通过头足类动物 (比如鱿鱼、章鱼或者鹦鹉螺) 的眼睛看世界更加需要极度丰富的想象力。与脊椎动物相比,这些海洋生物眼睛的进化走了一条完全不同的路,所以它们的视觉过程和我们的非常不同。

乌贼的瞳孔形状类似W,它们的视觉比我们更模糊。尽管它们拥有一种不可思议的变色技巧,可以从米白色变成血红色,或是眨眼间就会出现条纹,但乌贼其实是一个彻头彻尾的色盲。但是,接下来的部分可能需要发挥你的想象力了。乌贼的眼睛有一种感光细胞,可以看见灰度。另一对感光细胞则能够检测偏振。人类对偏振光的体验可能大多来自太阳眼镜,太阳镜能够通过滤除一个方向的光波来降低刺眼的阳光。但我们并没有感光细胞来检测光是否偏振。

乌贼在皮肤上产生偏振图案,并能够以此交流。它们会从其他同伴身上看到明暗度不同的灰色和偏振信息叠加。

#创作团队:

文字:Takeko

视觉:Takeko

插图:Takeko

#参考来源:

h ttps://nautil.us/issue/11/light/how-animals-see-the-world

https://w ww.nhm.ac.uk/ discover/how-do-oth er-anima l s-see-the-world.htm l

https://ethology.eu/the-dogs-color-vision-and-what-it-means-for-our-training/

https://sites.psu.edu/siowfa12/2012/10/03/fido-and-the-rainbow/

https://www.popsci.com/article/science/see-world-through-eyes-cat/

https://www.boredpanda.com/human-vs-bird-vision

https://www.nwf.org/Magazines/National-Wildlife/2012/AugSept/Animals/Bird-Vision

ht tps://molluscfacts.tumblr.com/post/189355888224/what-does-a-snails-vision-look-like

https://www.nature. com/news/2010/100314/full/news.2010.122.html

https://phys.org/news/2012-02-cuttlefish-high-definition-polarization-vision.html

#图片来源

猫:Nickolay Lamm

蜗牛:Pixabay

大砗磲:nhm

红外:Jennifer L. Torrance/The Jackson Laboratory

乌贼:Dr Shelby Temple, University of Bristol