动物的眼睛为什么与众不“瞳”？

2023-07-26欧阳晨煜

奥秘 2023年6期

欧阳晨煜

瞳孔是动物或人眼睛内虹膜中心的小圆孔，是光线进入眼睛的通道。虹膜上平滑肌的伸缩可以使瞳孔的口径缩小或放大，从而控制进入眼内的光量。进入眼睛的光线聚集在视网膜上，让我们有了视觉，可以看到缤纷的世界。

自然界中有3种常见的瞳孔形状——竖直瞳孔、横向瞳孔和圆形瞳孔，但是也有许多例外，比如W形瞳孔，新月形瞳孔等。

加州大学伯克利分校的科学家们领导的一项研究表明，根据动物的瞳孔形状可以预测动物是“猎人”还是“猎物”。他们对214种陆生动物的瞳孔进行了比较分析，最后得出的结论是，动物的生态位影响着它们的瞳孔形状。也就是说，瞳孔的形状可以有力地说明动物在其生态系统中扮演的角色。

精准测距的竖瞳

你有没有观察过猫的眼睛，白天阳光充足时它们的瞳孔会收缩成一条竖直的细缝，而到了夜间它们的瞳孔则会扩大成亮晶晶的圆形。猫的瞳孔具有极强的放大收缩能力，最大时可放大135倍，而人类的瞳孔只能缩放15倍。

猫的瞳孔形状属于竖瞳，和猫一样拥有竖直瞳孔的还有狐狸等小型食肉动物，科学家们研究发现，长着竖瞳的一般都是夜间或昼夜活动且采取伏击捕猎方式的动物。伏击是指它们通常需要埋伏在草丛、水底等较为隐蔽的地方，盯紧猎物，伺机而动，而前提是它们必须精准测量自己与猎物的距离，才能保证一击即中。竖瞳在这时就发挥了巨大的作用，它既可以为猎手们在竖直方向上提供更好的视野，同时也可以通过模糊现象来帮助它们估计物体在横向上与自己的距离。并且，由于竖瞳在放大与缩小时的面积变化幅度极大，可以帮助昼夜活动的动物们更好地调节光线，白天它们的瞳孔会减少吸收光线，收缩成一条细缝来保护眼睛；晚上则会吸收光线扩大成圆形方便捕猎。

古人早就發现了猫咪的瞳孔被光线影响产生变化的现象，他们甚至利用这个特点来看时间，进而发明了“猫钟”。例如在苏东坡的《物类相感志》中有一首《猫儿眼知时歌》，这样描写了猫眼钟的用法：“子午线卯酉圆，寅申已亥银杏样，辰戌丑未侧如钱”。而且，通过看竖瞳推测时间的方法在很多国家都有详细的记载。

同时，我们还可以发现，竖瞳动物们的眼睛通常都长在头部前端，两只眼睛可以共同聚焦目标，拥有立体的双眼视觉，这可以有效地减少视觉盲区，辅助捕猎。

眼观六路的横瞳

你知道吗，和猫咪狭长的竖直瞳孔相反，山羊的瞳孔是矩形的，被称为横向瞳孔。研究发现，拥有横瞳的动物们通常是食草动物，比如马、鹿、羊等，在自然界里这些动物一般都是被猎食者，这使得它们经常处于危险之中。这时，横瞳就可以帮助它们更快地追踪到周围的信息，并在逃跑时随时确定来自不同方向的捕猎者的位置。

拥有横瞳就好像拥有了广角镜头，可以最大限度地拓宽水平视野，同时让前方和后方地面的成像更加清晰。人的视野范围一般在160～210度之间，而山羊的视野范围则在320～340度之间，也就是说，人类在奔跑中可能需要不断地扭头，用余光来确定追踪者的位置，而山羊几乎不用转头就可以看到周围的一切。

那么，当处于低头吃草的时候，它们又是如何躲避危险的呢？科学家们发现，山羊的眼睛长在头部两侧，具有非常宽阔的单眼视野，可以帮助它们减少视觉盲区，同时，就算低头，它们的眼睛也不断地在眼窝里转动，使横瞳始终与地面保持平行，可以说真正做到了“眼观六路”。

面面俱到的圆瞳

虽然猫咪拥有独特的竖瞳，但同属猫科的许多大型动物们却拥有着和人类一样的圆瞳，比如狮子、老虎、猎豹等。科学家们发现，拥有圆瞳的动物一般都是白天活动且经常采取主动捕食策略的食肉动物。

事实上，圆瞳既不像横瞳那样可以提供宽广的视野，也没有竖瞳那样强大的测距功能，但是为什么如此多的大型动物都拥有圆瞳，这可能和体型与捕猎方式有关。

拥有圆瞳的大型动物们通常会采取奔跑追逐或者团队合作等方式在白天进行狩猎，很少采用夜间伏击的捕猎方式，因此不需要依靠非常精准的视力来测距；且它们体型庞大，一般不会像横瞳动物那样遭到主动的攻击。圆瞳动物们通常会采用技巧、智力或工具（比如人）来捕猎，并不需要过多依靠视力。

总的来说，圆瞳是一种综合性较强的瞳孔形状。它不同于竖瞳和横瞳有着各自突出的特点，它最大的优势就是适应度广。圆瞳并不极端聚焦场景中的一些元素，而是会观察一个相对细节更大的画面，并练就一种普遍的观察技能，不仅可以用来捕猎，也可以用来识别面孔等。

垂直珠状瞳孔

除了三种最基本的瞳孔形状，自然界中还存在一些奇特的瞳孔。比如爬行动物壁虎就拥有垂直的珠状瞳孔，当它们在夜间活动时遇上明亮的光线，瞳孔会收缩成布满针孔的垂直狭缝，每个针孔就会将一个单独的清晰图像投射到壁虎的视网膜上，这使得壁虎拥有非常高超的夜视能力，比人类的夜视能力高出350倍，可以在晚上轻松看到人类无法看到的东西！

新月形瞳孔

海豚、比目鱼、鲶鱼等一些海洋生物拥有着类似弯弯的新月一般的瞳孔，这种瞳孔形状比其他形状能更有效地排除光线，通过减少水对光线失真的影响来提供增强的视力。同时，它还可以像横瞳一样提供宽广的视野。研究还表明，新月形瞳孔可以帮助提高对比度。

W形瞳孔

墨鱼是动物界眼睛进化程度最高的动物，他们的瞳孔呈古怪的“W”形。在低光环境下，瞳孔形状会变得圆润一些，到了强光下又会恢复到其特有的“W”形。虽然墨鱼由于视网膜中只含有一种感光细胞，无法分辨不同的色彩，但是这样的瞳孔可以帮助它们在水下感受到不同角度和不同程度的光线，这样一来，即使在昏暗的光线下也能看到物体鲜明的色差对比。