章魚的眼睛有多特殊?獨一無二的色彩感知能力,360度無死角視覺

2024年10月22日23:34:08 科學 1082

頭足類經常以聰明著稱,實際上它們身體器官更加讓人驚嘆,比如眼睛。

頭足類的眼睛和視力是完全無法概括的,不同的種類都有自己獨特的瞳孔類型,以及各自不同的視覺功能。

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△ 四種頭足類的眼睛

上面這個是章魚、魷魚、烏賊,鸚鵡螺四種頭足類的眼睛,您能從中看出它們是關係密切的同類嗎?

這些眼睛為數不多的共同點是,它們都只有一種光受體,也就是無脊椎動物的視桿細胞。

人類也有視桿細胞,這些細胞幫助我們在光線較弱的情況下看到物體,它們不負責顏色的判斷。

所以,理論上章魚等頭足類動物的眼睛,只能看到光線的明亮或者黑白,而無法看到顏色。

然而,章魚眼睛的特殊之處之一就是即便只有一種光受體細胞,它們也已經被證明可以看到顏色。

這種能力可能來自它們眼睛出現的天然色差。

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我們知道,光線穿過稜鏡會分裂出不同色彩,這個是因為光線穿過這種透鏡時,不能將所有波長的光匯聚到一個單一的聚點上,這情況就被稱為色差

由於眼睛視網膜前面有一系列的「透鏡」,所以當光線進入眼睛時,也會不可避免的出現色差,它使我們所有人在紅光下有點遠視,在藍光下有點近視,混光下很模糊。

而色差的強度是由眼睛瞳孔的大小決定的,瞳孔越大,意味著色差越明顯。

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頭足類都擁有一雙不成比例的大眼睛和大瞳孔,所以色差對它們的影響是非常大的。

但是它們可能把這個缺陷變成了優勢,以此判斷不同波長的光進入了自己眼睛,從而看到了顏色,這種能力在動物界絕無僅有

另外,頭足類還有不同程度的偏振視覺,它們擁有看到不同偏振光的能力,這可以增強色彩的對比度,讓它們可以更輕鬆地看到許多動物的偽裝術。

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很多頭足類都有動物界頂級的變色能力,如果無法感知周圍顏色的話,根本談不上變色。

聊到這裡,我們只談論了頭足類眼睛看到顏色的方式,其實它們的眼睛還有很多有趣的方面,140多年來,人們一直拿它們的眼睛和我們的眼睛做對比。

頭足類的眼睛和脊椎動物的眼睛工作原理類似,都是類似相機的凸透鏡成像,但兩者又存在一些質的不同,所以很多人認為兩者是不同起源,類似的工作原理只是趨同進化的結果。

以下內容我主要以章魚為例,其它的頭足類存在一些不同。

章魚的每個瞳孔由7塊眼外肌控制,每塊眼外肌都由各自的神經控制,這使它們能夠將眼睛向任意方向旋轉最多80度。

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△ 左是人眼,右是章魚眼,兩者存在一些結構不同,人眼有視覺盲點--4標記的部分

同時頭足類的眼睛有別於脊椎動物,是沒有視覺盲點的,章魚配合自己眼睛的獨立旋轉,它們可以做到真正360度無死角視覺。

頭足類的眼睛在放鬆的情況下都是高度近視的,它們無法看到2.5米以外的物體,在海洋中生活似乎看太遠也沒啥用。

但是,章魚、烏賊等可以通過收縮眼睛周圍的環形肌肉,使晶狀體更靠近視網膜,從而具有遠視的能力。

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這點脊椎動物的眼睛存在區別,脊椎動物的眼睛是通過肌肉改變晶狀體的形狀來進行遠近聚焦的切換的。

最後還有一點值得一提,頭足類的感光蛋白不僅存在於眼睛中,這些分子也存在於它們的色素細胞中,而它們的色素細胞分布在整個皮膚上。

這意味著,理論上章魚可以用皮膚「看到」或探測光線,這可能也是它們變色效率如此之高的原因所在。

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