人类的视觉系统非常奇妙,但有些事情却是人眼所不能及的,比如看见紫外线,或者识物于千里之外。有些动物,包括你的宠物,可能会是部分色盲,但它们的视力在某些特定方面超过人类。今天我们一起来看看动物看到的世界是什么样子的?
生物对周围环境的视觉感知取决于眼睛对光线的处理。人类拥有三色视觉,意味着人眼中有三种光受体,也就是视锥细胞,能够感知红绿蓝三色。还有一种光受体,叫视杆细胞,可以感知少量的光,让我们在黑暗中也能看见事物。动物们处理光的方式大不同,有些生物仅有两种光受体,让它们变成部分色盲。有些动物则有四种,这让它们能够看到紫外光。有一些能够侦测偏振光——在同一平面振动的光。
马里兰大学研究视觉机理的Thomas Cronin教授说:“我们忍不住会去想要是能知道其它动物们在想什么该多好。”虽然那只是幻想,但弄清它们眼中的世界却是有可能的。
下列组图中,上图为人类视图,下图为动物视图。
瑞典隆德大学动物学教授,《动物之眼》Animal Eyes合著者Dan-Eric Nilsson曾说,“我们永远感受不到猫所体验的事物。”不过我们可以了解猫所看到的东西。不同于人类,猫是二色视动物。它们的视网膜中仅有两种视锥细胞。Nilsson说它们看事物接近于人类红绿色盲。我们可以把红绿绘画成同一颜色来塑造猫的视觉。
猫眼的分辨率低于人类,这意味着猫看物体比我们看到的要模糊。人类是视觉锐利的动物之一,这得归功于视网膜中密集的视锥细胞。Nilsson说,猫在白天的视野比我们要模糊六倍,这并没有在图中显示出来。然而,猫有着比人类更多的视杆细胞,所以在夜晚,猫更有优势。
蜜蜂和人类一样,也是三色视觉动物。但不同于人类的红绿蓝,它们的三种光受体能够感知黄蓝和紫外光。能够感知紫外光,这让蜜蜂能看到花瓣上的图案,找到花蜜。事实上,Nilsson说,蜜蜂能够感知大范围的紫外光,“它们也许能看到不止一种颜色的紫外光。”
不同于人类只有一个水晶体,蜜蜂有着包含上千个晶状体像足球一样的复合眼。每个晶状体都是蜜蜂视野中的一个像素。这种视野机制的代价就是,蜜蜂的眼睛分辨率很低,它们的视野很模糊。Nilsson称之为“最蠢的眼球空间利用方式”。他说,如果人类有复合眼,且要想达到现在眼睛的性能,那么每个眼睛得有呼啦圈那么大。
这张图片并没有显示出蜜蜂视图中的模糊。如果加入模糊,那么将惨不忍睹。但这张图显示了我们看不见的紫外光。
不同于人类,鸟类是四色视觉动物。它们的四种视锥细胞能够让它们看到红绿蓝和紫外光。一些捕食鸟类有着比人类更锐利的分辨率,Nilsson说。大型鹰类的视野分辨率是我们的2.5倍。
Nilsson说,如果真能进入其它动物的脑袋,“鸟类一定会很有趣”。可惜我们既不能扩展分辨率也不能看到紫外光,因为缺少相应的光受体和大脑神经元。我们可以使用望远镜来像鹰一样看到远处,也可以使用相机把紫外光转换为可见光。但是,不借助上述科技的话,“我们无法体验到鹰所感知的那个世界”,Nilsson说。