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博茨瓦纳视野

了解人类眼睛的演化是如何受到博茨瓦纳稀树草原独特的光照和色彩感知机制的影响。

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你是否曾在下午四点左右盯着电脑屏幕的刺眼光线,觉得自己眼睛不适合这样?当然,你是对的。人类的眼睛是在非洲稀树草原上进化而来的。这就是它所能看到的。

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来自宾夕法尼亚大学和其他地方的科学家在博茨瓦纳稀树草原拍摄了大约 5000 张数码照片。他们捕捉了不同时间段的自然场景,从阳光照射下的景象到近距离的树皮,再到新鲜的象粪,并将这些图像汇编成一个可公开访问的 数据库

浏览这些相册可能会让你感到过热,但它也模拟了在稀树草原上惬意漫步的感觉。(剧透:小狒狒!)

研究人员使用这个数据库来研究人类眼睛的演化。具体来说,他们想找到我们色彩感知机制背后的逻辑。

我们的眼睛使用视锥细胞来检测颜色,这些视锥细胞有三种类型:一种检测短波长(蓝色)光,一种检测中波长(绿色)光,一种检测长波长(红色)光。但这三种视锥细胞在视网膜中的分布并不均匀。检测蓝色的视锥细胞很少见,主要存在于视网膜的外边缘。红色和绿色的视锥细胞更为常见,但它们之间的比例在不同人之间差异很大。

对于博茨瓦纳照片数据库中的每个场景,科学家们 计算了不同波长的光到达观察者眼睛的量。根据这些数字,他们用数学方法 确定了视网膜中视锥细胞最有效的分布方式。他们发现,检测蓝色的视锥细胞无法像红色或绿色视锥细胞那样获取那么多信息(这解释了为什么我们没有制造很多这样的细胞),但它们在眼睛的周边是最有用的。然而,红色和绿色视锥细胞在从这些场景中获取信息方面,大致上是同样有用的。这解释了为什么人类可以拥有差异很大的红色和绿色视锥细胞比例,而不会影响他们的视力。

尽管它们看起来杂乱无章,但我们的视网膜已经进化到可以有效地从我们的环境中(或者说我们的祖先稀树草原)收集信息。未来的研究可能会探讨我们的眼睛如何处理其他环境。此外,作者 ,了解如何高效地构建眼睛可能有助于我们创造更好的机器人。由于没有进化的好处,今天的机器人无法像我们一样看得那么好。

照片:宾夕法尼亚大学。

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