用眼睛來矇騙眼睛?水生動物千奇百怪的視覺“超能力”


一直以來,我們常常在各種影視作品裡看到擁有不同顏色、花紋和能力的眼睛。

比如超人的眼睛可以發出看上去就十分危險的熱視線灼燒敵人。


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熱視線

動畫作品《火影忍者》中宇智波一族的“寫輪眼”可以通過注視對方來直接習得敵人的招數。


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寫輪眼

在一些奇妙的詭異作品之中,我們還能看到先知巫師一雙妖異的眼睛擁有看穿未來的能力…


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巫師


凡此種種無不體現了人類對於視覺能力的遐想,有趣的是,當遐想照進現實,就變成了水生動物的模樣。


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射水魚


魚類擁有我們人類所不具備的特殊視覺,幫助他們完成狩獵和水下生存,不同的水域的魚類各顯神通,演化出意想不到的視覺能力。

射水魚,生活在太平洋沿岸的海或河川裡,銀色和成年射水魚的體長約20cm,只需要灰黑色的皮膚,伴隨兩道黑色條紋,我們的射水魚就“組裝”完成了。射水魚以攻擊範圍廣,精度高而聞名於世,就像是動物界的狙擊手。


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狙擊手


射水魚優秀的視覺

人類的狙擊手需要卓越的視力,而狙擊是射水魚的看家本領,它的眼睛也值得一提。

眾所周知,光在空氣中和水中的折射率是不相同的,前者是1,後者為1.333陸生動物眼角膜的折射率為1.376,簡而言之,

當人類往水中看魚的時候,魚實際不在我們看到的位置。而魚類角膜的折射率與水相近,所以魚在水中看人類的時候,魚看到的人在什麼位置就在什麼位置,不偏不倚。而且魚類眼睛的水品體呈圓球形,水晶體與視網膜之間的距離變小,從而加強了遠視程度,很適合在水中觀看各種物體。


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射水魚捕獵


如果只是看的遠,看的準,那麼射水魚的能力也許不值一提,人類也有視力好的,射水魚真正強大視覺能力體現在它的大腦,射水魚大腦有著豐富的網狀細胞,每個網狀細胞都與幾萬根次級感覺神經元相連。這意味著一旦獵物被射水魚的眼睛所觀察,射水魚的大腦馬上就能通過數量龐大的網狀細胞將獵物信息實時傳遞給運動和神經系統,動態分析獵物,直到獵物被捕獲,或者逃走,雖然這基本不可能。

深海魚的視覺

與射水魚這種常年在水面沐浴陽光的魚類不同,深水魚一直默默地在幽閉的黑暗之中生存。深水中的光線十分暗淡,舉個例子,手機的夜間模式可以通過1-60S不等的曝光來使得使得黑夜如白晝,而如果在水深100米的地方,則需要感光元件更大的單反相機曝光兩個小時以上,才勉強可以看清周遭的景色。而如果水深達到1700米以上,即使相機曝光2個小時,底片也是漆黑如墨。


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充滿未知的深海


再熱辣的陽光,在1500米的水下都是暗淡的。

為了適應這種黑暗的環境,深海魚進化出了碩大的眼睛。燈籠魚的魚半個頭都用來裝眼睛了。它們的瞳孔形狀也很奇特,變得又細又長,這樣有助於提高它們的吸光能力。特別有趣的是三又槍魚幼體的眼睛。它們的眼晴長在兩個長長的肉柄上,從而開闊了視野。銀斧狗母魚還生長著特殊的發光器,通過故意刺激自己的視網膜,來保持對光的敏感度,以便在黑暗的海底看得遠些。

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銀斧魚


而異帆烏賊的眼晴一大一小更是絕世僅有。在深水中游動時,通常總是須腕向下伸著,一隻大眼睛垂直向上睜著,小眼睛則向下看。科學家推測他向上大眼睛可以通過捕捉上方掠過的魚類影子來尋找獵物,而下方的小眼睛則用以發出閃光來避免露出影子給不可知的下方的生物,竟然是用眼睛來矇騙眼睛!。而且因為大眼所需要的能量更為巨大,因此在演化過程中異帆烏賊只得到了一隻大眼睛。兩隻眼睛一大一小,同時掌握獵物和獵人,我們或許可以從它的視覺能力上,一窺深海生活的難度。


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小眼睛


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大眼睛

各式各樣的怪異眼睛

深海的烏賊眼睛可以華麗地上下兼顧,兩棲的魚類也不甘示弱。生活在美洲的一種四眼魚,眼睛中有一個水平隔膜,從而把一隻眼睛分成上下兩個部分,上半部分的晶狀體比下半部分扁。能夠同時看到水中和陸地兩邊的事物。它們經常貼著水面游泳,用眼睛的上半部分觀察空中目標,下半部分觀察水下目標。

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四眼魚


鱟也有4隻眼,腦前方有2只單眼,每隻直徑約0.5毫米。別看它們眼睛很小,卻有品狀體、視網膜,視網膜上還有50~80個感光細胞。單眼專門感受紫外光。在它們的頭部兩側還各有一隻奇特的大眼睛,每隻由約1000只小眼組成,這就是鱟的複眼。科學家發現,鱟眼睛中每一個小眼都連接著神經,當一個眼睛感到到光線以後,就會迅速傳達給周圍眼睛的信號,周圍的眼睛立刻就被抑制。鱟在電腦內部對這種信號進行了一系列加工,就可以繪製出圖像,即便在伸手不見五指的水底,它依然能夠了解周圍的情況。

用眼睛來矇騙眼睛?水生動物千奇百怪的視覺“超能力”


軍事情報機構有一種鱟眼電子模擬機,能將模糊不清的衛星照片,處理得目標輪廓清晰分明。這種電子模擬機就是根據鱟眼的結構原理製成的。


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鱟2D分析圖


上面介紹的水生動物各顯神通,在環境的殘酷篩選下展現了自己更為強大的適應能力。而比目魚不同,它雖然也是生存競爭的“優等生”,但更像是那種競爭中被打的滿頭包,最後分數剛好過及格線的“差生”,它的視覺能力沒有任何優雅可言。而且恰恰相反的是,如果長的怪異也算能力,那比目魚倒是可以衝擊第一。

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幼年比目魚

其實比目魚幼時也與其他魚一樣,兩隻眼睛不偏不倚極為對稱地生長在頭部兩側。那時候它們十分活躍,時常漂浮在水面玩耍。只有當它們長大時,因為身體各個部分發育不平衡,游泳時慢慢把身子側了過來,因而不得不側臥在海底生活。同時,它們側臥下邊一側的那隻眼睛,就會因為眼下那條軟帶快速增長,使得眼睛向上轉移,穿過脊背,和上面那隻眼睛並排靠在一起,像極了因為貪吃懶做而身材走樣的快樂肥宅。

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成年比目魚

而因此,它們的眼骨也就自然生成,之後不再移動反而固定下來,兩隻眼睛難看的擠在頭頂。然而比目魚沒有自暴自棄。因為長時間在海底生活,常常把身體側臥在泥沙裡,兩隻因為擠壓而湊在頭上的眼睛,恰好觀察上面的情況,完美演繹“在哪裡跌倒,就在哪裡的躺下”。

動物是環境的產物,在真正面對黑暗、飢餓、威脅時,這些水生動物們用獨特的視覺能力,看到了屬於它們自己的光明。



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