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鸟眼看世界

2018-05-28王军馥

中学科技 2018年4期
关键词:敏锐度视锥猛禽

王军馥

金雕

在野外进行鸟类调查时,常能看到这样的场景:猛禽借着气流在天空中盘旋、滑行,然后俯冲而下准确地抓走猎物。每当这时,我不禁好奇:鸟眼中的世界和人类的一样吗?它们是如何在远距离锁定目标的?还有一些鸟类喜欢在夜晚出来活动,它们又如何在黑暗的环境下辨别方向、捕捉猎物?我们就来看看鸟眼与人眼之间的差别吧!

视 野 宽 度

长耳鸮的双眼在头部前面,乌鸫的双眼在头部两侧

双眼着生位置与视野宽度有直接关系,人类的眼睛处于头部前面,视野宽度最多可达240度;鸟类的双眼大多数是在头部的两侧,少数在头部前面(如左图),所以多数的鸟类视野宽度远远大于人类。如原鸽视野宽度270度,而小丘鹬的视野则达360度,可谓“无死角”。这样宽广的视野可以使鸟类很容易地看清楚身体后面和头顶的物体,及时察觉来自各方的危险。

视力敏锐度

各种鸟类的反映视力敏锐度的量值

一些鸟类的视力之敏锐,远远超过人类。科学家们通过研究发现,影响视力敏锐度的最重要的因素是眼睛视网膜的神经细胞密度。人类的反映视力敏锐度的量值在 30—60cpd;猫头鹰普遍在 5—10cpd,是鸟类中视力最差的;猛禽类相对较高,很多大型猛禽比人高出 2—3 倍。科学家将猛禽和人的眼睛进行了比较,发现猛禽眼睛的视网膜上有两个中央凹,即视觉最敏锐的区域,而人只有一个,所以猛禽能够在千米高空之上清晰地看到地面上体型较小的猎物。

人眼(左)和鸟眼(右)看到的羽毛颜色

红隼

色    觉

众所周知,人类的眼睛中有三种视锥细胞,分别感知红、蓝、绿三个光谱波段,而鸟类的眼睛拥有四种视锥细胞,它们能感知到人类肉眼看不到的紫外线,鸟眼看到的世界比人眼看到的色彩更加丰富!鸟类能看到紫外线是一件不可思议的事情,这对它们的生存有着重要意义。例如,红隼可以通过紫外线的反射,看到地面上小型动物的尿迹;一些鸟类可看到反射紫外线的浆果;雌孔雀可以看到雄孔雀羽毛斑纹和样式的微妙差别,帮助自己选择心仪的伴侣。

与人类不同的是,鸟类眼睛的视锥细胞的顶端还有大量含有色素的油滴沉积物,每个油滴对应着一个细胞。简单来说,油滴就像是滤光片,各种颜色的油滴帮助鸟类看到相应的颜色,增强对颜色的分辨率。昼行性鸟类视锥细胞的油滴通常具红、橙、黄、绿色,而夜行性鸟类视锥细胞的油滴则大多为无色或淡黄色。

视 力 调 节

視锥细胞上的油滴

鸟类能在高空中迅速捕食地面的猎物,必须具有强大的视力调节能力,能在短时间内从适于远视(望远镜)的状态调整到适于近视(显微镜)的状态。借眼肌改变晶状体的形状和屈度,是脊椎动物共有的调节视觉的方式。鸟类的晶状体相对较软,比哺乳类动物的更有弹性,因而鸟类调节屈度的能力更强。尤其是一些水鸟为了更好地在水下近距离对焦,可以用强有力的眼肌将一部分晶体挤出瞳孔,增大屈度。此外鸟类还能改变角膜的屈度,这更加有效地提高了它们的视力调节能力。说到这里我不禁想到这样一个场景:近视的老年人看不清远处,只能长年累月的戴着眼镜,而为了看清近处又不得不摘下眼镜,在某些场合他们只能不停地在戴与摘之间频繁切换。或许有时候我们还会羡慕那些鸟儿,它们比我们少一些这样的烦恼。

翠鸟

针尾鸭

羡慕归羡慕,人类的高级之处在于可以模拟动物的奇妙构造和生物学特性来制作一些产品,为自己服务。比如,科学家们模仿鸟类的眼睛,制作出电子鸽眼和电子鹰眼,运用于社会管理和国防等方面。鸟类的视觉器官乃至其他感官都是精细复杂的系统,人类目前了解的只是其一部分,仍有很多方面需要继续探究,以帮助人类更深入地“看”这个神奇的世界!

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