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人類的視力在動物界

生活 更新时间:2025-02-05 23:50:31

作為藍星至尊,我們總是嫌自己的“裝備”不夠NB,天天就想着和動物一較高下。當然除了比智力,通常情況下都會輸得比較慘,而且這個智力還不能拆開來細比,比如在瞬間記憶力上黑猩猩就完爆人類。

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那麼向來被我們描述為“任何精密光學儀器都無法媲美”的人眼在動物界到底什麼水平呢?網上能看到很多文章說人類的眼睛如何如何被動物吊打,這是真的嗎?

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當然不是,拜托對本物種有信心一點好嘛,人是視覺動物,60%的信息都是通過眼睛得到的,如果我們的配置很低,還怎麼能混到今天?今天就讓酋知魚來組織一場動物界的眼睛大亂鬥,看看我們的人類的戰績如何吧!

動物眼睛三門派

動物界雖然門派很多但能入圍競争的并不多,從原生動物門到棘皮動物門的眼睛都非常簡單原始,多數隻是能感光的眼點而已。隻有三個動物門進化出了複雜且可用的眼睛,分别是節肢動物門、軟體動物門與脊索動物門過了,這三家也分别是動物界第一大、第二大和最先進的門類,現在有請這幾派的掌門在下面商量商量,推舉出各家的種子選手。

節肢動物門:

我方出戰高手兩位:縱橫億年(前)空中霸主之蜻蜓、鐵拳無敵色彩大師之螳螂蝦!

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軟體動物

我派舉薦強者兩名:籃球眼大王酸漿鱿、村唯希變色小章魚

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脊索動物門:

本門光駕尊者二席:

鷹眼持有者·北半球之王·明星殺手·天空制裁者·肉身速度亞冠·武力的象征——金雕

裁判關系戶·大威智通·上九天下五洋·巨獸毀滅者·藍星至尊·恐怖直立猿——智人

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節肢動物門出戰

蜻蜓選手先上場,作為(前)空中霸主,兇猛的掠食昆蟲,視力自然是最重要的屬性。所以蜻蜓擁有全節肢動物家族配置最巅峰的眼睛,半球形的腦袋上長着一對幾乎占據全面面積的複眼與三隻單眼擁有高達340度的視角。

複眼本身是由無數小單眼組成的,最多的時候一隻複眼就擁有2.8萬枚單眼。要知道這在昆蟲中算是相當高的配置,單眼能輸出光的強弱顔色信息但并不能成像,擁有複眼才是擁有真正意義上視力的象征。

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複眼的一大優勢就是動态視力極其敏銳,我們人眼的刷新率通常被認為是24Hz,雖然實際上有一定差距,但最高也無法分辨超過85Hz的畫面切換。但蒼蠅可以輕松識别出400Hz的動态畫面,雖然我沒有找到蜻蜓的數據但蒼蠅是它的食物,大概也不會差多少。

蜻蜓另一條讓人驚歎的能力是色覺,多數蜻蜓擁有11種以上的感光蛋白,部分品種甚至擁有高達30種!(螳螂蝦:識色多不是我的人設麼,為什麼會變成這樣呢?是我先的,明明是我先的……)

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螳螂蝦選手也上場了,雖然被蜻蜓搶了色彩大師的稱号,但12到16種色覺感光能力依然可圈可點。但螳螂蝦選手強大的地方其實并不在色覺,它還擁有幾個完爆蜻蜓隊長的絕技。

  • 其一:螳螂蝦擁有兩隻眼柄,可以一個東張一個西望就像大家津津樂道的變色龍一般。
  • 其二:每隻眼柄實際上長了三隻複眼,這樣隻用一隻“眼睛”就能産生立體視覺。
  • 其三:螳螂蝦是偏振光大師,可以使用偏振光分辨獵物的輪廓。

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裁判點評:

節肢動物的複眼确實是動物界眼睛進化的一個巅峰,但複眼本身就是湊合的代表,因為外骨骼與蛻皮的束縛,你派的眼睛始終無法進化出更大更完整的複雜結構,這就導緻了兩個緻命的缺陷:

其一是無法實現變焦,所以你們個個都是大近視,比如蜻蜓選手的可視距離隻有1~2米,這種視力水平的戰鬥機簡直是開在雲霧裡。

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其二是分辨率低到令人發指,2萬8在昆蟲中算是個英雄了,不過到了其它兩派面前就隻有被吊錘的份兒,眼睛體積比蜻蜓小一圈的小鼠一隻眼睛就有650萬枚感光細胞,一台廉價的1080P顯示器都有200萬個像素。

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唯一的王牌動态視力也因為近視的拖累而發揮有限,比如蒼蠅的反應速度雖然堪稱一絕,但無論是變色龍還是蒼蠅拍都能在範圍外接近目标發動緻命打擊,避役這貨會變色也就算了,換個視力稍微好點的動物怎麼可能讓手持武器這麼大的一個威脅靠近到半米之内?

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而更多種類的感光蛋白也不是什麼值得誇耀的事情,這是你派的大腦太過簡單,無法對複雜的感光信号進行處理才被迫采用的妥協方案。脊索動物門的動物雖然感光蛋白質種類遠不如你們,卻可以區别細緻的明度變化,所以人類能以區區3種視錐細胞識别出多達100萬種顔色,而極少數的突變基因攜帶者擁4種感光細胞後辨色能力就暴漲到了1億種,所以你派鼓吹的30種色覺根本就是弱得不行。

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這麼看來所謂的“絕殺”與“超級”也不過是為了彌補綜合素質差的折衷方案,這樣的法術還死撐,還不速速退場!

節肢動物門掩面淚奔……

軟體動物門登場

先發大王酸漿鱿,這個物種的名字暗示了其口味,沒錯是酸的,所以大家就不要再頭疼一口鍋裝不下的問題了。大王酸漿鱿不是這個世界上最大的動物,但卻擁有這個地球上最大的眼睛,直徑可達27厘米,幾乎和人的頭差不多大了。地球有史以來最大的動物藍鲸隻擁有一個棒球那麼大的眼睛,而大王鱿的體重僅為藍鲸的300分之一。

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裁判點評:

根據動物學家的計算,眼睛的收益極限直徑是9厘米,再大下去反而成為了一個拖累,比如動物界第二大的眼睛——大劍魚的眼睛正好是9厘米。可見大王鱿的眼睛已經不是常規的視力需求所能解釋的了,事實上這對大眼睛最重要的用處就是發現它們的天敵——抹香鲸。

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深海有很多具有發光功能的小動物,這些動物在受到擾動時會發出更強的光,所以抹香鲸在遊動時會被一層極弱的光籠罩,所以大王鱿一但遠遠地看到一大團光就知道大事不妙了,得趕緊泥給路哒呦!

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所以這雙眼睛無法在光線正常的環境中工作,是完全特化的弱光感受器官,視力自然也就談不上好了,畢竟目的是“看見”而不是“看清”。那麼請問酸漿選手,是誰給你的勇氣來參加這場比賽的呢?

大王酸漿鱿:底大一級壓死……

裁判:保安!把它拖出去,下一個!

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章魚選手上場

章魚作為軟體動物之光,擁有最發達的大腦,8條一定自主意識的手腕和一對配置相當高的眼睛,蛸科下屬的體型較大的物種都擁有體積可觀的眼睛,還有與脊索動物相當的複雜結構,角膜、虹膜、晶狀體、視網膜一個不少 ,感光細胞多達2000~3000萬枚,。

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要知道這雙眼睛的進化曆程與我們脊索動物完全沒有關系,是兩條絕對獨立的道路,但最終的結果卻如此接近,這本身就是一個奇迹,可見關于眼睛進化的最優答案可能确實是存在的。

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而且得益于已經大到長出皮層褶皺的腦,章魚不僅擁有複雜的立體視覺,甚至還能自動對焦,要知道包括貓狗在内的多數哺乳動物眼睛都沒有對焦功能。最有趣的是章魚還有瞳孔反射,當你想知道火鍋中的章魚有沒有死,隻要撈起來用手電筒對着眼睛照一下就知道啦!(章魚:我抗議……)

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不過僅僅是這樣還不足以與真正的脊索動物強者相競争,最大的缺陷是99%章魚的眼睛沒有色覺,昆蟲雖然辨色能力不強但好歹還知道用感光蛋白彌補一下,完全不管不問是什麼鬼,差評,下一個!

章魚:等等!我覺得自己還有話要說

裁判:嗯?

脊索動物的眼睛設計有先天缺陷,所以我們章魚的眼睛是面向未來的,更有希望的眼睛!

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裁判:嗯……這确實是一個流傳相當廣的說法,因為脊索動物從祖先開始就将視網膜長反了,所以現存的所有脊索動物無一幸免,神經細胞在感光細胞上方,而神經纖維要離開眼球就必須在視網膜上開個孔,所以大家視野中都有一個天然盲點。而且由于視網膜是直接粘在眼球底部的所以相當不牢固,很容易出現視網膜脫落等各種問題。

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而你們章魚的眼睛則完全不同,神經是長在感光細胞後面的,不僅沒有盲點而且神經可以起到固定感光細胞的功能,堪稱完美!不愧是上帝的完美作品。

章魚:是吧是吧!所以趕緊給我發獎吧!

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裁判:不過章魚選手你似乎搞錯了一件事,看起來更合理的解決方案真的是最完美的方案嗎?你們的眼睛從直覺上來說是更完美,但優勢并不算太大而緻命缺點倒是有一個。

首先神經纖維是透明的,并不會對感光細胞産生遮擋。其次是視覺盲點根本不是問題,因為脊索動物的強者都是用視覺中心來觀察的,在并不甚重要的外圍區域開一個洞幾乎沒有影響,就算是獨眼的人不經過特定的測試永遠不會意識到自己存在視覺盲點就是證據。

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而這種倒貼“設計“的最大優點是可以長出超密度視網膜,人眼視網膜細胞密度最高的區域被稱為中央凹,這個僅有1.77mm^2的區域密集了超過30萬枚感光細胞,而最中間的0.2 mm^2還存在一個完全沒有視杆細胞、血管、神經節細胞與視錐細胞呈2.5:1配置的超清點——中央凹無血管區,這一切發燒的配置都是為了核心區的最高畫質。

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衆所周知,發燒的代價是能耗的暴漲。以單位質量來算視錐細胞甚至可以力壓腦細胞成為人體最耗能的細胞,高能耗與無血管這根本就是兩個相互沖突的條件,要怎樣才能調和呢?這時候視網膜長反的好處就體現出來了,視錐細胞直接從緊貼着的脈絡膜處獲取氧與葡萄糖,支撐起了UHD超超超清畫質。

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而你們章魚的眼睛就完全不行,在使用壓力不大的時候尚且可以應付,如果需要向更高視力進化時這個“上帝的完美設計”就會成為拖累。

所以,駁回申請!

章魚:我可是村裡唯一的希望!我不能輸!

裁判:保安!把它拖出去

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脊索動物内戰

好,(和内定的一……)不出所料果然最終的戰争還是要在脊索動物門内部展開,在這裡先要分别介紹一下二席尊者的情況與地位

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鷹科動物與人科動物分别是龍獸争霸中的兩大巅峰代表;鳥類是恐龍的正統後裔在今天已經不是什麼秘密了,雖然在6600萬年前遭受了重創,但幸存的這一支迅速占領了天空的生态位,再次成為了一類非常成功的家族,其中不乏很多兇猛的掠食者,而鷹科動物因其高空狩獵的需求将眼睛打造成了動物界的一大奇迹,實力強勁可謂無敵,是冠軍的大熱門,此次出戰的是稱霸北半球,能殺死6倍于自身體重,沖刺飛行速度全球第二的金雕。

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而獸族則是新生代的霸主,取代了恐龍的陸地生态位貢獻了幾乎所有的大型動物。智人作為獸族代表絕不是什麼與裁判不清不楚的關系,因為幾千萬年前獸族祖先的地下苟且史導緻現存的獸族視力普遍不突出,貓狗牛羊都隻擁有兩種色覺視錐細胞,最糟糕的是其它獸族的眼睛都是定焦的,所以既是近視眼又是遠視眼;當然這不是說它們既看得清近處也看得清遠處,而是說把這兩種情況不好的地方都占了,既看不清近處也看不清遠處。

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而且為了保持夜視能力,獸族的視錐細胞密度遠不如視杆細胞,眼睛中甚至沒有中央凹,非常捉雞;能同時擁有變焦、中央凹及三色視覺的就隻有靈長類人科動物下屬的幾個物種了。這幾個兄弟視力沒差多少,就讓智人做個代表吧。

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被吊打的智人

介紹完了比拼正式開始,但似乎沒什麼好比的,因為鷹的視力比人類強太多了。

鷹的視力通常是人類的六到八倍。數值化來說人類的視力均值為20/20,意思是你能在20英尺外分辨正常視力者都能看清的畫面,部分人種如澳大利亞的原住民視力能高達20/10,也就是在20英尺外能看清普通人在10英尺處才能看清的畫面,而鷹的視力普遍為20/5到20/4,可以從10層樓的樓頂清楚地觀察地面上的一隻螞蟻,或者3公裡的高空看清一隻奔跑的野兔。

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細化到具體配置上更是美到沒話說,體重僅人類15分之一的金雕擁有與人類等大的眼球,(雖然說這是個球有些勉強),視網膜中央凹的視錐細胞密度高達100萬/mm^2,是人類的五倍。

不會吧,這麼厲害的眼睛肯定在其它地方有缺陷吧?比如色覺?

不……鷹擁有四色視覺,能看到人類無法識别的紫外線,這項本領使它們能輕易看見獵物的尿迹,完成俯沖獵殺。

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那鷹的變焦能力呢?更是完爆了智人,我們通過調節晶狀體的曲率來改變視線距離,鷹則通過直接讓眼球變形來實現,雖然不是很明白具體原因,但這個結構似乎讓鷹永遠都不會近視或老花。

更過分的是鷹眼有兩個中央凹,一個看着正前方一個看着斜後方45度,這樣就算不用移動頭部也可以擁有超大的視角,而鷹在飛行中時通常側向視焦來搜尋獵物,發現後再用正前方的視線死死鎖定,也就是說鷹擁有前、左後、右後三個視焦,比智人不知道高到哪裡去了。

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智人的反擊

那麼,最終結局是不是以金雕的完勝而結束呢?

當然沒有這麼簡單,我們智人怎麼可能就此卻步!

是時候祭出終級武器——“配置不夠算法來湊”大法了

雖然聽起來會比較耍賴,但從生物發育曆程中可以看出眼睛本質上是大腦的一部分,所以将大腦撇開來比較視力是不合理的,從這裡開始就是咱智人反殺的時候了。

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我們大腦從V1到V6共有六大單元負責處理視覺信息,其中單單V1就已經配置多達2.8億個神經元。而鷹的大腦配置就比較寒碜了,還沒有一隻眼睛重(當然眼睛本身也實在是太大了),雖然鳥類的神經元密度要高于哺乳動物,但最聰明的鳥非洲灰鹦鹉也不過擁有最多30億枚神經元,鷹的話估計不會超過10億枚。

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這麼估算的話智人單單是分配給眼睛的神經元很可能已經比鷹的整隻腦袋都要多了,在如此懸殊的差距下,我們能從視覺信号中提煉出的信息肯定比鷹要高得多。鳥類的動物行為學研究顯示它們經常無法分辨讓我們覺得簡單到匪夷所思的信息;比如信天翁認巢不認雛,小鳥常常凍死在親鳥眼皮底下,灰鵝在孵卵期隻要看到巢邊有球形的東西就一定要回收,無論是高爾夫還是門把手。

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而且鷹眼還有一個小小的缺陷,準确地說是鳥類的通病吧——眼睛不能轉,雖然巨大的視角已經近乎完美地解決了多數情況下的煩惱,但在近距離觀察物體時仍需不斷改變頭的角度,如果鷹也有高級智力那它們看書或是用顯示器就會非常難受。

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最後咱智人還有一招勝之不武的角度,雖然在多數配置上被吊打,但鷹眼特化的日間視力導緻了視杆細胞特别少,所以——雖然我們的夜視能力被一衆獸族親戚吊打,但還是能小勝鷹醬一籌的。

裁判結語:綜上所述,靠着(耍賴)軟實力,智人算是給獸族挽回了一點顔面,這樣吧,咱就算個五五開,龍獸兩代霸主也别為強争高低傷了和氣罷,就當給我個面子…

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金雕:抗議,不帶這樣的!說好的比眼睛怎麼比着比着就歪了呢?有種咱們比飛呀!

裁判:嘿!?我看你今天就是想故意為難我這個面子果實能力者!比飛?土星五号搬出來!保安,給我把這隻鳥塞到火箭裡擇良辰吉日直接送到月亮上去!

金雕:我Tm…………………………

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……

裁判:因為金雕無故缺席,所以本期獎杯就發給智人吧!我們下期再見

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