大家好,今天我們來聊一下為什么貓和狗的眼睛在晚上會發光,而人類卻不會。
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這個問題其實有一個簡單的答案,那就是在貓和狗的眼睛里,存在著一種具有強反光特性的膜狀結構,這被稱為“照膜”(Tapetum lucidum),在晚上的時候,這種結構會大量地反射環境光,從而讓我們覺得它們的眼睛會在夜間在發光,而人類的眼睛卻沒有“照膜”,當然也就不存在這樣的現象了。
實際上,對于哺乳動物來講,“照膜”是一種非常常見的配置,除了貓科和犬科動物之外,牛科、馬科、鹿科、熊科、鼬科……等等動物,其眼睛都擁有這樣的結構,所以它們的眼睛在晚上也會發光。
為什么會這樣呢?這就要從恐龍時代說起了。
作為地球的一代霸主,恐龍曾經在地球上稱霸了1億多年的時間,在那個遙遠的時代,哺乳動物被恐龍全方位的壓制,為了在恐龍的陰影下生存,它們只能退居夜晚的黑暗,開啟了上億年的夜行生活。
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所以我們不難想象,這樣一個種群在長達上億年的時間里,世世代代都生活在黑夜里,它們的身體結構必然會留下深刻的烙印。
這就解釋了為什么相比于恐龍的后裔——鳥類,現代哺乳動物的聽覺和嗅覺異常發達,但視覺系統卻很拉胯,因為在感官的博弈中,哺乳動物把大量的技能點都點在了黑夜生存上,而“照膜”就是其中之一。
為方便理解,我們可以將動物的眼睛想象成一臺老式照相機,光線穿過角膜和晶狀體(相當于鏡頭),最終投射到眼球后方的視網膜上(相當于感光底片),視網膜上布滿了負責捕捉光子的感光細胞,它們負責將光信號轉化成電信號,然后讓其順著視神經傳導給大腦,經過大腦處理后,動物就看到了世界。
在此過程中,當光線穿過感光細胞層時,通常都會有相當一部分光子沒有被細胞捕捉到,而在環境光異常稀缺的夜晚,這可以說是一種巨大的浪費。
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這時候,“照膜”就發揮作用了,這種結構就像一面貼在視網膜背后的反光鏡,將漏網的光子反射回去,從而讓感光細胞擁有了再次捕捉光子的機會,如此一來,就大幅增加了感光細胞的光線吸收量,從而提升了其在夜晚弱光環境下的視覺靈敏度。
所以從這方面來講,哺乳動物普遍擁有“照膜”,其實是拜恐龍所賜,雖然在大約6600萬年前,一顆小行星終結了恐龍時代,但這樣的結構還是被很多哺乳動物保留了下來。
那么,作為哺乳動物中的一員,人類為啥就沒有“照膜”呢?答案就是,在非鳥恐龍滅絕之后,人類祖先選擇了走出黑夜,爬上樹冠,擁抱了陽光。
對于生活在白天的它們來講,“照膜”反而會成為一種巨大的負擔,因為在陽光充足的白天,如果視網膜后面還有一面“反光鏡”在不斷地反射環境光,那么大量的光線就會在眼球內部來回震蕩,進而對視覺造成不良的影響,在嚴重的時候,甚至還可能會導致強光致盲的狀態。
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所以在漫長的演化歷程中,人類祖先的“照膜”就逐漸消失了,取而代之的,則是一種被稱為“視網膜色素上皮層”的黑色組織。
這層組織就像照相機內部的暗盒,會將多余的光線吸收掉,防止光線在眼球內部亂反射從而干擾視線,從而賦予了我們非常清晰且銳利的視覺。
相對而言,那些依然保留著“照膜”,卻又不得不在白天活動的動物,通常就只能通過縮小瞳孔的方式來將多余的光線擋在外面。
比如說貓和狗都是屬于這樣的情況,而貓科動物更是演化出了垂直裂隙瞳孔,其收縮范圍極大,有利于兼顧晝夜視覺,在白天的時候,它們的眼睛會收縮成一條極細的豎縫,以限制強光進入眼內,而到了晚上,它們的瞳孔則能夠大幅擴張,幾乎占據整個虹膜,將盡可能多的微弱光線收入眼中,從而獲得出色的夜視能力。
值得一提的是,在東南亞的叢林中,生活著一種小型靈長類動物,它們被稱為眼鏡猴(Carlito syrichta),在遙遠的過去,它們的祖先也像人類祖先一樣丟掉了“照膜”,換取了白天的清晰視力,但因為某種生態壓力的驅使,在后來的演化中,它們又重新回到了黑夜。
尷尬的是,已經消失了“照膜”,是不可能再憑空長出來的,然而夜間生活又極其需要光線,這該如何是好呢?眼鏡猴采用的策略是——盡量把眼球變得更大。
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于是在漫長的演化過程中,它們的眼球就越來越大,以至于幾乎達到了生理上的極限,就現代眼鏡猴的情況來看,其體長通常只有9至15厘米,但眼球的直徑卻可以高達1.6厘米。
相對于其體型來講,這樣的眼球實在是太大了,它們緊緊地卡在頭骨的眼眶里,以至于眼睛周圍的肌肉根本沒有空間去轉動眼球,這就導致眼鏡猴的眼睛只能直勾勾地看向前方。
為了彌補眼球不能轉動的缺陷,它們又在演化之路上對頸椎進行極致的改造,演化出了像貓頭鷹一樣能夠180度旋轉的脖子。而這也被認為是一個典型的為了填補演化的坑,而被迫制造出更奇怪特征的經典案例。
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