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《科学之友》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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感知外界,它们有超强视力

2019-07-30 01:14:00

  自然界的动物中,有许多拥有远超过人类的某种特殊能力。它们有的拥有比我们人类更敏锐的嗅觉,有的拥有比我们更强大的视力。某些动物和昆虫具有独特的视觉,它们以超级视觉能力洞悉神秘的外部世界。

  鸟类的四色视力

  在鸟类世界中,视力最好的是猛禽类。它们的视力至少比人类好8~10倍,在好的照明度下,如果有鲜明的背景反衬,金雕可以在3.22千米以外看见身长仅45.72厘米的野兔,而游隼可以在8.05千米以外发现一只鸽子。科学家认为,鸟类是脊椎动物中视力最优秀的动物。它们能够看见四种波长的光,被称为四色视力,而绝大多数人的视网膜只能分辨三种波长的光。鸟类能够识别的第四种光是光谱中的紫外线部分,而人类只能借助于特殊的仪器或摄像技术才能看到紫外光。

  能看到紫外光的能力让鸟类拥有一个不可思议的视觉世界,这对鸟类的生存来说有着重要的意义。比如,对一只雌鸽子或雌孔雀来说,能够拥有四种波长光的辨别能力,它们就能看到雄鸟羽毛的样式和斑纹的微妙不同之处,从而为自己选择理想的伴侣。

  紫外光敏感能力对动物的觅食也是很有帮助的。一种叫做红隼的鹰在天空翱翔时,通过紫外光的反射,能够看到小型啮齿动物的尿迹,许多鸣禽能够看到强烈反射紫外光的浆果。蜜蜂、黄蜂和其他一些传授花粉的昆虫也能看到紫外光,它们能够轻易发现开花植物上人类肉眼看不到的“采蜜向导”。研究人员发现,极少部分拥有某种突变基因的人也拥有四色光视力,他们能看到绝大多数人无法看到的斑斓多彩的世界。

  鸟类拥有能够看见紫外线光的神奇能力,人的眼睛则拥有保护我们免受紫外线光伤害的过滤机制,紫外线光无法到达我们眼睛的视网膜上,但鸟类不同,它们的寿命不长,不用担心因年老而面临的白内障风险,因此能够看到自然界中更多色彩,对于鸟类来说绝对是利大于弊。

  猛禽的视力增强机制

  老鹰、秃鹰和猫头鹰等猛禽拥有超级敏锐的视力,它们能够发现远距离的猎物,哪怕是一些体形很小的猎物。猛禽的这一特点得益于多种视力增强机制。这些鸟类的两只眼睛都正对着前方,所以它们拥有双目同视的视觉,可以看得更远。此外,猛禽的视网膜上布满了大量光感细胞,例如秃鹰眼睛里的光感细胞多达100万个,是人类的5倍之多。

  夜行动物的夜视能力

  猫头鹰和其他一些夜行动物拥有额外的眼睛结构,即视网膜后面被称为“反光膜”的高反光层。晚上行车时,司机可以在车前灯的光线里看见兔子、鹿或猫的一对闪闪发光的眼睛。实际上,这些动物的眼睛并不发光,而是它们视网膜后面的反光膜的作用,进入眼睛的光线在反光膜上被强化,再反射到视网膜上。捕食动物利用强化的夜视能力,更容易捕捉到猎物,而被追捕的猎物则利用强化的夜视能力及时发现危险。人类的眼睛是没有这种反光膜的。

  5亿年前,动物就有“超级好视力”

  蜻蜓、虾等节肢动物都有一对亮晶晶的复眼,由成千上万只单眼组成,视力超级好。它们的“超级好视力”最早出现在什么时候?

  2013年,几名专家找到了一块复眼完整保存的化石,这说明在距今5.2亿年前,已经有一些

  动物家族优先“获得”了眼睛,拥有了“好视力”。这块化石是从云南澄江动物群7000多块石头中“淘”出来的。化石上的动物叫灰姑娘虫,经过研究,它的复眼多达2000只,特征与目前具有高清晰图像解析能力的昆虫或甲壳动物的眼睛十分相似。

  由于眼睛主要由软体组织构成,它很难像骨骼那样形成化石保存下来,尤其是早期生命演化阶段,化石更是极其稀少。这块“大眼睛”化石究竟是如何穿越5.2亿年前的时光被“完美”地保存下来?

  专家们在埋藏这块化石的环境中,发现了很多非常细小的泥岩,说明这是一个风暴沉积地层,极有可能是这里的生物经过了一场大的台风,海洋中的生物被掀起再倒回海洋中,浅水路边的泥沙被带回海里形成颗粒,将因台风死亡的生物保持好,等到5.2亿年后重见天日。

  研究过程中,专家们还对澄江生物群中具有眼睛的物种进行了统计分析,结果显示具有眼睛的动物90%以上都为节肢动物,它们大多都是主动猎食者,主控着整个寒武纪海洋(节肢动物占到整个动物群40%以上)。在5.2亿年前的寒武纪时代,这些动物家庭发展很快,动物的种类和多样性都明显增加。

本文来自《科学之友》

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