动物瞳孔收缩时的形状跟他们的生态位有着很强的相关性,简单来说就是他们的生活习性和觅食习惯决定了瞳孔的形状。
加州大学伯克利分校的研究者们在2015年发表的一篇文章对此进行了研究,结果表明:瞳孔竖着的动物很可能是伏击的夜行性捕食者,横着的很可能是被捕食者。而圆形总体来说介于这两者之间。
从光学特性上来说,竖着的瞳孔中,物体在纵向上的景深比横向大,也就是说,纵向上要比横向上看得更清晰,而且处于焦点前后的竖线比横线更清晰,这样就便于估计物体在纵向上的距离,辅助形成立体视觉。这个听起来有点不好理解,毕竟还是涉及了一些比较专业的光学只是,可以看看下图,左边就就是竖瞳严重远近不同的竖线和横线的清晰程度,右图就是大致的实际效果。
竖瞳最典型的代表就是猫科动物,而大部分猫科动物都是伏击捕食的,也大部分为夜行性。其他的例子如下面这只赤狐的瞳孔。
而横瞳一般是被捕食的食草动物。这类动物的特点是眼睛长在头两侧,需要在觅食的时候尽量能留意到尽量大的横向范围上的天敌,横瞳就正好能带来很好的横向景深,你可以理解为正好横着的地平线上比较清楚,便于发现危险。例如下面这只山羊的瞳孔。
这类食草动物往往还有个绝技,那就是眼球可以轴向转动,也就是说抬头眺望的时候瞳孔是跟地面平行的(上图),低头吃草的时候瞳孔还是可以转到跟地面平行(下图)。
参考文献:Banks M S, Sprague W W, Schmoll J, et al. Why do animal eyes have pupils of different shapes?[J]. Science advances, 2015, 1(7): e1500391.
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