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为什么动物的瞳孔形状不同?
动物界的瞳孔形状差异很大,从乌贼的 W 形瞳孔到山羊的条形瞳孔。但为什么动物瞳孔的形状如此不同呢?
来源:LiveScience人们很容易将瞳孔想象成简单的孔,在黑暗中变宽,在光线中收缩。但如果你放眼整个动物王国,你会看到各种各样的瞳孔形状:例如,猫和蛇的瞳孔形状是垂直的,山羊和马的瞳孔是水平的矩形,而乌贼的瞳孔是W形的新月形。动物瞳孔的形状可以揭示很多有关该动物如何看待事物以及其生存所需的信息。
在完美的光学系统中,瞳孔的形状应该不那么重要。英国纽卡斯尔大学视觉神经科学家珍妮·里德 (Jenny Read) 表示:“在理想的世界中,按照光学教学的一般方式,学生是无关紧要的,因为无论如何,所有光线都应该到达一个精确的点。”
但真正的眼睛是不完美的——穿过瞳孔的光线会产生衍射和散焦,不同的瞳孔形状会以不同的方式解决这些问题。 “事实证明这非常复杂,”里德说。
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一个重要因素是景深,加州大学伯克利分校验光荣誉教授马蒂·班克斯 (Marty Banks) 告诉《Live Science》。他 2015 年在《科学进展》杂志上发表的研究首次系统地解释了为什么动物瞳孔的方向对生存很重要。
景深最容易用相机镜头来表示,其中相机的光圈充当其光瞳。狭窄的光圈所产生的图像中,远离相机和靠近相机的物体都处于焦点位置。大光圈使一个物体聚焦并模糊前景和背景中的所有物体。但当瞳孔不是完美的圆形时,它会产生更多的焦点变化,而一些动物的眼睛就会利用这一点。
这就是为什么伏击掠食者的瞳孔形状像狭缝:水平缩小瞳孔有助于立体视觉,而垂直扩大瞳孔有助于它们从模糊中估计深度。
