拥有千百个“瞳孔”的昆虫,它们眼中的世界是什么样的?

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拥有千百个“瞳孔”的昆虫,它们眼中的世界是什么样的?

2024-07-17 13:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

昆虫都很小,眼睛看上去也不大,但是由于复眼小孔的数量很多,所以昆虫的眼睛相对于身体的比例要比其他动物都大得多,而且大多数昆虫的眼睛都比头部其它部分还要大。生物学家们解剖发现,有复眼的昆虫每个小眼都有角膜、晶椎、色素细胞、视网膜细胞、视杆等结构,是一个独立的感光单位,这些感光单位集体工作,就能让昆虫感受到视觉范围内所有的风吹草动了。

那么,在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?

2013年,一篇发表在《动物行为学》杂志上的论文就明确指出的:不同动物所感知的时间快慢是不同的,因而看到的现象也不同。

而对于微小的苍蝇来说,时间流逝的速度更是比人类慢了四分之一。

这也意味着,它们看似短暂的一生其实已经活得相对漫长了。

科学家是通过什么方法得出这些结论的呢?

其实在自然界中,任何动物对时间的感知可以通过一个叫临界闪烁融合频率((critical fusion frequency, 下文简称为CFF值)来进行量化比较。

它指的是个体能看到的光闪烁的最大频率,超过此频率则看到闪烁感觉会消失,从而产生稳定光亮的感觉。

举个例子,当我们观看一组交替的图片,如果每秒闪烁次数不到60次,你就能够肉眼分辨出这些闪烁的图片。

如果超过60次,你的感官就会将这些跳跃的画面融合,看到一组融合的画面。这也意味着,你的一秒钟过去了。此时,我们就能说你的CFF值是60次/秒。

在同一秒钟中,个体接收处理图像的速度越快,对时间的感知越慢。所以在自然界中,物种的CFF值越高,其所感知的时间流逝就越慢。

为什么动物之间存在时间感知差异呢?

这很可能是出于生存的目的,这种时间维度有利于小型动物逃避大型动物的攻击。

当大型动物想要靠近时,小型动物将拥有足够的时间发现它的“慢动作”,并快速逃跑。

听起来有些晦涩,不如让我们用生活中的现象来解释。

生活中我们就算再眼疾手快,也很难徒手打死一只苍蝇。

这是因为比起人眼,苍蝇的眼睛

能分辨出物体在更短时间内的运动。因为它们的CFF数值高达240次/秒,是人类CFF值的4倍。

所以,你以为你出手敏捷的手,其实在苍蝇眼中,慢得就像蜗牛一样。如此一来,它们便有足够的时间逃跑了。

另一方面,动物们还能利用时间感知的差异来发送秘密信号。

比如萤火虫和许多深海动物会用闪光作信号,而更大也更慢的掠食动物的视觉系统不够快,可能看不懂这些信号,这就为小型动物提供了一条秘密通讯渠道。

不过相应地,像苍蝇这样的小型动物也需要为此消耗更多的能量,因为它们需要在单位时间内尽可能多地捕获画面,并且通过相关的神经元迅速将这些画面传递到大脑。

如果缺了必要的能量,它们是无法进行开展工作的。

可能有人会想,如果一个人的CFF值比其他同伴更高,那么在同伴们看来,他的反应是不是就能快得不可思议?

理论上是有可能的,目前科学认为人类的CFF值可能会有些许的差异,这个假说能帮助解释不同个体间性格、天赋、决策能力和感知能力的差异。但当前的数据还不足以给出一个明确的结论。

不过昆虫眼睛中的世界和我们不太一样,它们通常只注意会移动的事物,而且视线范围内,视物的清晰度都差不多,不像我们人类看东西只会专注于一点。如果昆虫的复眼有部分被灰尘挡住的话,那么那部分复眼将会看不清东西,所以苍蝇、蜻蜓等昆虫都会经常用前足拂拭眼睛。

复眼也启发了人类在仿生学上的利用。比如ATR(自动目标识别)视觉传感器和复眼相机等,就是起源于人类对生物复眼视觉的模仿。它们基本都是由多个光感或多个光线传感器组成。可以传感一条光线或一个面的光或红外线等,可以很好的看清高速运动物体的整个运动过程,精确判断它们下一步会出现在哪里。返回搜狐,查看更多



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