假设你在深夜外出散步,在远处看到一双发光的点。也许它们会朝你眨眼,或者只是静静地看着。别太害怕——那只是一个动物在看着你。
这确实可能让人感到毛骨悚然,但请放心,那些诡异的光芒背后并没有幽灵般的力量。这种现象的原因要简单得多:这是进化机制的结果,使某些物种能够在黑暗中看得更清楚。
为什么动物的眼睛在黑暗中会发光?
首先,有一点需要澄清。当你在晚上看到这些动物时,它们的眼睛实际上并不会“发光”,也就是说,它们自己不会产生光。从技术上讲,它们的眼睛是在反射来自其他光源的光,无论是自然的星光还是你明亮的闪光灯。
当光线穿过我们的眼睛时,它会击中我们的视网膜,视网膜由称为视杆细胞和视锥细胞的细胞组成。视杆细胞在较暗的环境中有用,充当光线接收器。视锥细胞构成了我们大部分的白天视觉,使我们能够感知世界的细节和颜色。
夜间视力有何不同?动物界的眼睛结构和功能差异很大,但夜行性脊椎动物的一个共同点是它们眼睛中的“脉络膜毯”(tapetum lucidum)。
什么是脉络膜毯?
脉络膜毯(tapetum lucidum)在拉丁语中的意思是“闪闪发光的挂毯”,它看起来确实像那样。眼球的横截面可能会显示出一层虹彩的薄膜:绿松石色、蓝色和金色像宇宙的油污一样 swirling。
从生物学上讲,脉络膜毯是位于脊椎动物视网膜后方的一种镜面表面。它的作用是捕捉视网膜细胞第一次未能吸收的游离光子,将这些光粒子反射回视网膜第二次。
因此,动物通过“双重吸收”光线来提高夜间视力。它们不仅可以处理传入眼睛的光线,还可以获取光线向外反射时携带的信息。我们看到脉络膜毯作用的主要证据被称为“眼光”(eyeshine),也称为夜间动物眼睛的诡异、感知到的光芒。
人类有脉络膜毯吗?
不幸的是,人类属于昼行性或白天活动的物种,没有也不需要脉络膜毯。猪、袋鼠和大多数鸟类也没有。
我们最接近“眼光”的体验是通过红眼。我们都曾见过在照片中毁掉一张好照片的诡异红瞳。这种红光闪烁不是因为我们有脉络膜毯,而是因为明亮的、出乎意料的相机光线反射到我们眼睛富含血液的后部,使其呈现出猩红色。
在确实拥有生物反射器的物种中,眼光颜色差异很大,从狗的蓝色到猫头鹰的红色。你可以根据眼光的颜色来猜测你看到的是什么物种。
以下是更多能够用明亮的夜晚眼光照亮黑暗的动物,有些熟悉,有些出乎意料。
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1. 猫

一只黑猫特写镜头。(图片来源:SeeVera/Shutterstock)
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猫来自一个大家族,从老虎到家猫,这意味着它们的脉络膜颜色也会有所不同。根据研究人员的说法,猫的脉络膜覆盖了它们大部分的眼睛,并且会随着它们从幼猫成长而改变颜色——但它们的眼光最常见的是黄绿色或黄橙色。
猫的眼睛为什么会发光?
家猫,就像它们体型更大的同类一样,是食肉动物,因此它们最适合狩猎的时间是在黎明或黄昏。拥有脉络膜毯和大量视杆细胞,猫对任何微弱的光线都异常敏感。然而,较少的视锥细胞意味着白天的感知能力有限。所以,虽然猫在黑暗中的视力比人类好六到八倍,但它们在白天却相当近视。
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2. 浣熊

四只可爱的幼年浣熊在夜间的甲板上坐着。(图片来源:Tony Campbell/Shutterstock)
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听到它们在你的垃圾箱里翻找或者在你的屋顶上 scurrying,可能会让人头疼——但你必须承认,浣熊熊猫般的花纹和圆圆的黑眼睛很可爱。
浣熊能看到颜色吗?
如果你在晚上抓到一只浣熊翻你的垃圾,你可能会看到明亮的黄光反射回来。脊椎动物的眼光越亮,它们眼睛中的视杆细胞浓度就越高。这意味着浣熊,像猫一样,至少在区分颜色方面并不擅长——即使我们不确定它们是否完全是色盲。
3. 驯鹿

在欧洲挪威特罗姆瑟附近的萨米部落村庄里打斗的驯鹿。(图片来源:Nowaczyk/Shutterstock)
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北极的驯鹿不仅仅通过视觉来反映它们的生存环境。据研究人员发现,当冬天将大气笼罩在一种深沉、弥漫的蓝色中时,驯鹿的脉络膜也会变暗成一种丰富、反光的深蓝色。这与驯鹿夏季通常的金蓝色混合色形成鲜明对比。
为什么驯鹿的眼睛在冬天会改变颜色?
这种变化很可能是驯鹿适应北极漫长黑暗冬季的又一种方式,在这些冬季,暮光可能持续长达 24 小时。在如此持续的黑暗中生活,每一个光子都很重要。
到目前为止,驯鹿是唯一一种能够随季节改变脉络膜颜色的哺乳动物。但这并不是永久性的改变:当积雪融化,夏天再次到来时,驯鹿的脉络膜会变回原来的虹彩薄膜。
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4. 鲨鱼

一只加勒比礁鲨特写。(图片来源:Greg Amptman/Shutterstock)
Greg Amptman/Shutterstock
不是只有哺乳动物才会产生眼光。在海中,当海水搅动并变得浑浊时,光线实际上只有一种方式:向下传播。
鲨鱼能看见吗?
最终,鲨鱼视力不佳,只能依靠敏锐的嗅觉的古老误解,至少在黑暗中是不成立的。在昏暗的环境中,鲨鱼对光的敏感度是人类的10 倍。
鲨鱼在水下如何看东西?
鲨鱼,特别是那些生活在海洋深处、阳光很少能穿透水层的物种,依靠它们的脉络膜毯。除了众多其他感官适应之外,它们还能利用每一个散射的光子。
对于同样常出现在浅海的鲨鱼来说,它们的脉络膜在白天会变暗,以适应更明亮的环境——有点像戴一副太阳镜。
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5. 鳄鱼

美国短吻鳄在水中的倒影。(图片来源:Connor Howe/Shutterstock)
Connor Howe/Shutterstock
如果你发现自己坐在一艘船上,在沼泽地里行驶,你可能会看到一双明亮的圆球漂浮在波光粼粼的水面上,发出鲜红色的光芒。
什么是聚光法?
聚光法,或者说对鳄鱼眼光的记录,实际上是澳大利亚研究人员监测咸水和淡水鳄鱼健康和数量的一种方法。
在夜间,调查员可以站在船上,以之字形图案将明亮的灯光照射到水面上。当他们的灯光捕捉到鳄鱼的眼光时,在理想条件下,从远处也能看到,那就成功了。
6. 青蛙

马达加斯加的 Boophis madagascariensis 在夜间。夜蛙坐在黑暗中。嘴部尖尖的小绿蛙。(图片来源:Martin Prochazkacz/Shutterstock)
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一只大眼睛青蛙的眼光在黑暗中可能呈现绿色——这是研究人员在夜间发现这些两栖动物的一个指标。就像用聚光法来检查鳄鱼种群一样,这种技术也被用来搜寻青蛙。
事实上,罗德岛大学的研究团队最近证明,东部铲足蛙的稀有程度可能并没有科学家之前认为的那么稀有,他们就是通过聚光法和眼光来完成这一研究的。
青蛙如何看东西?
来自自然历史博物馆的科学家们发现,白天活动的青蛙(昼行性青蛙)的眼睛晶状体发育之间存在联系。这些晶状体有助于它们过滤掉紫外线,从而使它们的视力更清晰。
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7. 狼蛛

成年的雌性狼蛛(Lycosidae 科)(图片来源:Vinicius R. Souza/Shutterstock)
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狼蛛拥有我们都熟悉喜爱的那种毛茸茸、令人畏惧的捕食者的捕食习性,它名副其实。这些夜间猎手的脉络膜赋予了它们非凡的夜视能力,使它们能够爬行于各种各样的栖息地,并通过注入足以将猎物变成冰沙的酶来消化它们的猎物。
如果你足够幸运——或者也许不那么幸运,取决于你的恐蛛症程度——生活在这些猎手附近,用手电筒照向地面,就能发现这些蛛形纲动物的闪亮光点。
这是否让这些蜘蛛更加令人毛骨悚然?这完全取决于观察者的眼光。狼蛛的目击者将它们的眼光描述为散落并闪烁在地面上的钻石、流星或甚至童话灯。
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