眼睛
瞳孔
瞳孔,眼睛内虹膜中心的孔洞,为光线进入眼睛的通道。虹膜上瞳孔括约肌的收缩可以使瞳孔缩小,瞳孔开大肌的收缩使瞳孔散大,瞳孔的开大与缩小控制进入瞳孔的光量。
人类和很多动物(除了少数鱼类)的瞳孔由不自觉的虹膜伸缩控制大小,以调节剂入眼内的光线强度。此称为瞳孔反射。
动物的瞳孔形状由玻璃体的光学特性、视网膜的形状和敏感度,以及物种的生存环境和需要决定,一般为圆形或缝状,有些水生动物的瞳孔则有更奇异的形状。
较矮的伏击捕食动物,往往长有竖立狭缝状瞳孔,对肩高42厘米以上的动物而言,竖型瞳孔就失去了优势。
竖瞳有利于目测与猎物之间的距离,对于藏匿于阴影、伺机而发,但又必须一击即中的猎食者来说是非常有用的。横瞳则赋予被捕食者以广阔的视角,适合于从各个角度发现偷偷接近的捕食者。
大多数哺乳动物都只拥有两种视锥细胞。
圆形瞳孔:跟踪、追逐猎物者,通常白天出没
代表动物:狼、虎、人
竖立狭缝状:伏击猎食者,潜伏等待猎物的动物,准确判断与猎物的位置,突然袭击杀死,通常带有夜行性
代表动物:猫、狐、鳄鱼
横向缝隙状:逃脱猎杀者,被追逐的食草类动物,一般眼睛长在头的侧边,以增加更广阔的视野,警觉检测四周危险,抬头低头时眼睛会旋转保持与地面平行(通过转动眼球保持其瞳孔与地面的平行),这也增强了它们的观察能力
代表动物:马、羊
W形
代表动物:乌贼
新月形
代表动物:海豚
爱心形
代表动物:青蛙
竖立针孔形
代表动物:壁虎
复眼
代表动物:昆虫
猫眼
视野:单一猫眼视野为100°,双眼200°的视野广角
眼睛位置:双眼都在正前方
视觉灵敏度:人的6倍,白天夜间都视觉敏锐
夜视:在黑暗中,视锥细胞罢工,视杆细胞就上场,这种细胞无法感知色彩,因而在黑夜里我们看到的东西都是黑白的。猫的视杆:视锥细胞的比例是25:1,而人类只有4:1,因而当切换到黑夜,猫就变得比人类更为灵敏,而且它的瞳孔在昏暗中可扩大至眼球表面的90%,微弱的光亮就足够它们觅取猎物。
发亮:对外部光线的反射造成的,以淡蓝绿色和青绿色比较常见。猫眼中有一种称为照膜的结构,它们位于眼球脉络膜中层,由很多排列紧密的细胞组成,这层结构能够把一部分射入的光线反射回视网膜,增加了视网膜的感光量。缺点是动物看到的图像会模糊。而且突然受到强光照射,对眼睛的损害更大。
颜色:蓝、绿、黄、棕等
色彩:色弱,视锥细胞只有绿色和蓝色两种,只能分辨有限的颜色,例如灰色和绿色、蓝色、黄色。
瞳孔形状:竖立狭缝状,椭圆,上下两头尖,中间宽。白天光线强烈时,瞳孔几乎完全闭合成一条竖立细线,到了夜间或进入黑暗环境,瞳孔迅速开大成与角膜大小相近的圆孔。
羊眼
视野:绵羊具有270—320度的宽视角,而山羊在320-340度之间。
眼睛位置:双眼位置偏向头的两侧,使其具有广宽的视野
瞳孔形状:横向缝隙状,长方形,左右宽、上下扁。基本居住在山地,经常进行高速的上下方向的运动,因此羊类对于垂直方向的运动需要非常敏感,因而选择了横向缝状瞳孔。当羊瞳孔扩大时,形状为矩形,因而具有很宽的外围视野。矩形瞳孔的动物因为瞳孔更大,在夜晚能够看得更清楚,白天睡觉时由于眼睛闭得更紧,能够更好地避光。羊眼睛的这种位置与结构是它作为被捕食动物的进化结果。
马眼
视野:头颈灵活,两眼可视面达330°~360°
距离判断:视野重叠部分仅有30%,因而对距离判断力差
焦距调节:眼的焦距调节力弱,对500米以外的物体只能形成模糊图像,而对近距离物体则能很好地辨别其形状和颜色。
夜视:眼底视网膜外层有一层照膜,感光力强,在夜间也能看到周围的物体。
人眼
瞳孔反射:人类瞳孔在强光下直径大约1.5毫米,在暗淡光线中扩大到8毫米左右。
红眼:在用闪光灯照相的时候,瞳孔来不及及时关闭,闪光照亮眼底血管丰富的视网膜,形成红眼现象。具有“防红眼”功能的相机是预闪一次光,使瞳孔在正式闪光的时候已经达到收缩状态。
色彩:红、绿、蓝三种视锥细胞
蛇眼
眼睛位置:位于头的两侧。盲蛇科的眼退化为隐于鳞片之下的黑点,只能感知光亮或黑暗。其他穴居蛇类的眼也较小,视觉不发达。
结构:蛇眼没有活动的上、下眼睑,也没有瞬膜,而有一固定的透明圆膜罩于眼外,所以眼不能闭起来。蜕皮时也要蜕去透明圆膜表面的角质层。因此,蜕皮前,透明圆膜变浑浊,蛇看不清楚东西。
瞳孔形状:白天活动的蛇,眼较大,瞳孔圆形。晚上活动的蛇,瞳孔多为竖立狭缝状,椭圆,上下两头尖,中间宽,可避免白天的强烈光线,到晚上则散大呈圆形。大多数夜间活动的蛇,在视网膜和眼球后壁的细胞中有一-种色素物质,叫做结晶鸟便嘌呤,适应于蛇在晚上微弱光线下也能产生视觉兴奋。
鸟眼
色彩:四种视锥细胞,额外的一种能感知紫外线。鸽子是其中的一种独特视觉物种,它具有数百万种色彩分辨能力,被认为其视觉能力远远超出任何地面上动物的色彩探测能力。它们比人类眼睛能够分辨更多的色调,因此它们有能力看到至少5种以上的光谱带。
章鱼乌贼眼
瞳孔形状:W形,这让他们能够看到偏振光,还能够在身体表面变化出偏振光图案来与其它章鱼乌贼交流。
章鱼和乌贼其实是全色盲,是如何做到根据环境的颜色准确改变自身色彩的呢?由于不同波长的光在不同透镜中穿过时偏转程度不一致,导致这些光在到达焦点时是模糊的,而章鱼乌贼特有的W型瞳孔能够放大这种模糊色差,因此章鱼乌贼可以通过这样的瞳孔分辨出特定颜色。
壁虎眼
瞳孔形状:竖立针孔形,壁虎等于拥有了连成一条线的四个瞳孔,每一个“瞳孔”都在晶体上分别形成一个影像,四个影像会重叠在一起,壁虎可以通过这种方法来判断距离,除非所视物体在目力所不及的极远之处,由于没有像人类那样的立体视觉,壁虎不能像我们那样通过调节对比两眼的视觉差来判断距离。但它的一只眼睛里有4个瞳孔,不再需要双眼来形成立体视觉,只用单眼就能行。
骆驼眼
瞳孔形状:带褶横向缝隙状,沙漠戈壁地区光线强烈,带褶的瞳孔可以屏蔽部分光线