关于彩虹虾视力的要点
- 彩虹虾的视力是地球上所有动物中最复杂的。螳螂虾，也被称为螳螂虾，拥有 12 到 16 个感光器，这使得它们能够看到从深紫外线到偏振光的光波长。
- 尽管螳螂虾的感光细胞比人类多，但它们实际分辨的颜色却更少。
- 彩虹虾的视力可能用于交流或交配，或者帮助它们导航环境，并帮助它们看穿浑浊的水域。
“螳螂”虾因其像螳螂一样的附肢和虾状的身体而得名，是一种色彩斑斓的食肉海洋甲壳类动物，尾部鲜艳，如同孔雀。
这种贪婪的捕食者拥有圆顶状的管状眼睛，它拥有地球上最复杂的视觉——但科学家们并不确切知道原因。
什么是彩虹虾的视力？
眼睛感光器解剖结构
（图片来源：Alexander_P/Shutterstock）
感光器，即视杆细胞和视锥细胞，是视网膜上检测光的特殊细胞。人类通常有三个感光细胞，这使他们能够看到大约一百万种颜色。相比之下，螳螂虾有 12 到 16 个感光器，这使得它们能够看到从深紫外线到远红色的光波长，以及偏振光，这使得口足目动物能够更有效地探测猎物。
“尽管螳螂虾的感光细胞更多，但科学家们发现螳螂虾能分辨的颜色比人类少。这种颜色分辨率的降低可能加快了处理速度，帮助螳螂虾以闪电般的速度进行攻击，”弗吉尼亚海洋科学研究所无脊椎动物收藏的馆长 Jennifer Dreyer 解释说。
近三十年来，Dreyer 一直在研究海洋无脊椎动物，这些是海洋中没有脊椎的动物。像 Dreyer 这样的研究人员认为，螳螂虾大量的感光器允许视觉信息直接在眼睛内处理。这减少了对更大、更耗能的大脑来处理复杂的颜色感知的需求。
强大的螳螂虾
螳螂虾以其强大的俱乐部状附肢能击碎玻璃而闻名，它们能以高达每小时 60 英里的速度攻击。2021 年，哈佛大学和杜克大学的研究人员用一个弹簧加载的闩锁机制模仿了这种强大的冲击力。尽管如此，他们还是无法完全匹敌这种无脊椎动物的力量——该工具在水中达到每秒约 16 英尺的速度，而螳螂虾的速度约为每秒 65 英尺。
沿海物种可以在一英尺深的水域中发现，而深海物种则记录到深度高达 5,000 英尺。在这些深度之间，可见光的量变化很大。
由于水会吸收光线，阳光只能到达约 650 英尺的深度，也称为阳光带。在 3,000 英尺以下的无光带没有光。像其他生活在黑暗中的深海生物一样，无光带中的螳螂虾的眼睛退化，视力有限。
阅读更多：6 种具有异常进化特征的动物
为什么螳螂虾的视力如此强大？
尽管 Dreyer 表示需要更多的研究来完全理解螳螂虾为何拥有如此强的视力，但她指出，目前研究人员“有一些想法”。
“该生物体的某些部分会反射圆偏振光，因此它可能用于交流或交配。它也可能对导航其环境或帮助动物看穿浑浊的水域很有用，”她说。“事实上，它们是唯一已知的能够探测圆偏振光（即光波的波分量以圆形运动旋转）的动物。”
螳螂虾如何使用它们的视力
一个原因可能是交流。雄性螳螂虾为雌性表演求偶舞蹈，并对敌对的雄性表现出攻击性行为。在这两种情况下，它们都会展示出亮度和色调各异的彩色斑块。这表明闪烁的彩色斑块可能传达其他螳螂虾可以探测到的通信信号，而其他生物却无法探测到。
螳螂虾还能探测到紫外线，这可能有助于它们寻找猎物或识别潜在的配偶。
“这种能力有助于它们寻找食物资源，因为特定的物体和生物反射或发出紫外线的不同，显示出独特的视觉线索。它还有助于识别潜在的配偶，因为一些种类的螳螂虾使用其身体上的紫外线或偏振光图案进行交流和求偶，”Dreyer 说。
螳螂虾还以挖掘而闻名，在海底建造一个可以躲藏、捕猎或抚养后代的避难所。一个物种，学名为Gonodactylaceus falcatus，产生强烈的圆形身体图案，表明在领地行为期间沟通起着作用。区分这些图案和偏振光的能力可以帮助它们在寻求庇护时避开已被占用的洞穴。
是什么让它们的眼睛如此独特？
使所有这些技能成为可能的是虾眼独特的构成。
“螳螂虾的复眼位于独立的眼柄上，可以独立移动，让它们能够更有效地扫描其周围环境的广阔区域。每只眼睛都有三个独立视觉，意味着它可以利用三个不同的视觉区域聚焦于单个物体来独立判断深度和距离。这对于捕食者来说非常宝贵，”Dreyer 解释说。
虾眼的上部和下部主要用于检测一般形状和运动，而中间部分则有六排感光器。
尽管这些眼睛很复杂且尚未完全理解，但 Dreyer 表示，其底层系统基于一个令人惊讶的简单原理，所有这些仍需要进一步研究。
阅读更多：人类没有的 5 种动物感官
文章来源
我们 Discovermagazine.com 的作者使用经过同行评审的研究和高质量的来源撰写文章，我们的编辑会审查科学准确性和编辑标准。请参阅本文使用的以下来源
- PNAS。螳螂虾物理模型用于探索超快系统的动力学
