[摘要]为什么食草动物的眼睛在两边,食肉动物的眼睛在前面?如果你去动物园里观看一些我们熟悉的动物的话,你确实会发现,那些食草动物的眼睛基本是在两侧,而那些食肉动物的眼睛...
为什么食草动物的眼睛在两边,食肉动物的眼睛在前面?
如果你去动物园里观看一些我们熟悉的动物的话,你确实会发现,那些食草动物的眼睛基本是在两侧,而那些食肉动物的眼睛则基本在前面。
一直山猫的眼睛,图源:Dale Morris/Barcroft Media
不过,这并不绝对,特别是对于食肉动物而言,它们的两个眼睛并不是绝对的长在前面,事实上,和食草动物一样是长两侧的可能会更多,比如掠食性鸟类,大部分鱼类和爬行动物等等,即便它们是顶级捕食者,但它们的眼睛也基本是在两侧。
那么动物眼睛怎么长到底和什么有关系呢?为什么我们熟悉的那些食肉动物的眼睛都长在前面呢?
在进入讨论问题之前,我们需要了解一下动物眼睛的一些基本情况。
动物眼睛如何成像?
其实,我们眼睛的成像原理和凸透镜成像有点像,只是光线进入眼睛后会经过较复杂的处理,不是简单的一面凸透镜成像。
我们知道凸透镜成像的一个重要应用就是相机,如果你想知道我们眼睛看到的东西本来应该是什么样的,简单的回答就是和一张照片差不多。
那么现在有一个问题,既然我们的眼睛只是在“拍照”,为什么我们看到的是一个完全立体的世界呢,而不是像照片中一样是二维的?
其实答案很简单,这是大脑和两只眼睛配合工作的结果。
图:大脑和两只眼睛制造了深度
大脑会根据两只眼睛拍出的、略有不同的照片,简单地测算出“深度”这个纬度,这个其实很有趣,我们所看到的世界其实都是经过大脑“修饰”的。
大脑制造“深度”有一个关键点,那就是两只眼睛必须要拍到相同的场景才行,这就意味着两只眼睛必须在一个方向上,然后由于两只眼睛存在一定距离,所以拍到的场景就会略有不同,大脑就是根据这个来判断前面的物体距离你有多远的。
这里还有一个小知识,其实大脑对“深度”的推算只对短距离有效,对于人眼而言只有5米,大脑可以清楚地估算距离,超过5米的话,我们的大脑则会换成相对大小和相对运动来估算距离,变成一种经验判断,这个时候很容易出现视错觉。
图源:Tambako the Jaguar
如果只是一张普通二维照片的话,我们也能感受到“深度”,但是很难准确地判断距离。所以能够准确地感受“深度”,便是两只眼睛长在一个方向最显著的优势。
这个优势对于捕食者来说尤为重要,因为它们需要盯紧猎物,保持和猎物的距离以便更好地发起进攻。
这就是我们熟悉的那些食肉动物眼睛都长在前面的原因之一。
如果说两只眼睛长在一个方向上,可以得到一个“立体视觉”的话,那么两只眼睛长在两侧,它其实是可以得到一个“全景视觉”——可以做到360度基本无死角的探测。
对于食草动物而言,它们没有捕猎的需求,它们更多的需求是在危险来临的时候快速逃跑,而要更想快速地逃跑,那更快的发现捕食者就很重要。
眼睛长在两侧,可以大大增加了它们的侦测范围,看到各个方向上的捕食者,这有助于更快发现捕食者。
这个解释其实就是著名的“视觉捕食假说”,该假说认为食肉动物的眼睛长在前面是为了更好定位猎物。但就像我们前面说的,并不是所有食肉动物都是把眼睛长在前方的。
那么问题又来了,为什么狮子、老虎、狼这些掠食者需要把眼睛长在前面来判断“深度”,以便更好地定位猎物,而蛇、鱼、老鹰,它们的眼睛却不用长在前面也能做顶级捕食者呢?
大猩猩的眼睛,图源:JWJarrett
眼睛长在正前方的其它作用
关于眼睛的生长方式,灵长类其实是一个非常特殊的群体,无论是食草的大猩猩,还是纯食肉的眼镜猴,还是像我们人类一样的杂食者,眼睛都是长在正前方的。
这足以说明,眼睛长在正前方的动物并不完全是为了定位猎物,它还会有一些其它作用。
目前主流的还有两种假说,一个是认为两个眼睛都长在正前方会拥有更好的夜视效果;另外一个则是“X射线视觉假说”,意思就是说两个眼睛在同一个方向上的动物拥有透视的效果。
图源:BreatheFitness
猫头鹰和另外一些老鹰都是鸟类的顶级捕食者,它们最大的不同就是只有猫头鹰的眼睛是长在正前方的(鸟类的眼睛不需要长在正前方后面解释),其它鹰都长在两侧。
猫头鹰眼睛,图源:Denisapro
之所以猫头鹰的眼睛这么特别,其实原因就在于它是夜间捕食的动物,两个眼睛都长在前面的话,对于指定猎物来说,眼睛可以接收到更多的光,从而让夜间视力更加突出,这有利于夜间捕猎。
灵长类的祖先现在就被认为是夜间的捕食者——和现在的眼镜猴有点像,这是现在所有灵长类的眼睛都是长在前方的原因之一。
至于X射线视觉假说,很多人可能想不明白,眼睛和透视有什么关系。其实这个原理非常简单,只要我们在眼前放置一根笔,你就会发现,当两只眼睛同时看前方的时候,你可以看到笔后面的场景,但是当我们闭上一只眼睛,只用一只眼睛去看的时候,那么笔后场景会被比遮挡。
那些生活在杂乱的森林里的动物很多时候就需要这样长眼睛,以更好地在丛林中行动,这也是所有灵长类眼睛都长前面的另外一个原因。
最后:为什么一些猎食者不用把眼睛长在前面?
从前面我们对眼睛长在前面的作用来看,不难发现,眼睛这样长的动物不一定是为了更好地定位猎物,但肯定是会放大动物视觉感知的作用,或者增加对视觉的依赖。
但是其实动物无论是捕猎,还是判断何时逃跑,它们都不是只通过视觉,还有许多感官在起作用。
就拿蛇类来说,它们一般都匍匐在草丛中运动,眼睛对于它们来说是可有可无的,因为到处都是遮挡视野的杂草,有眼睛它们也看不见。
所以很多蛇都是高度近视,它们主要通过嗅觉和听觉来判断和定位列为,因此它们的眼睛怎么长对捕猎的影响不是特别大。
对于鱼来说也是一样的,它们也不是依赖视觉的动物,所以它们也不需要“立体视觉”来瞄准猎物。
至于一些老鹰的眼睛,它们确实是长在两边,但是那也不影响它们的“立体视觉”,这是因为它们的头很小,不会遮挡两个眼睛看向正前方。
如果你仔细观察那些眼睛长在两边的捕食者,你会发现,它们的头确实都很小,捕猎的时候它们的会迅速变成“斗鸡眼模式”。
为什么食草动物的眼睛在两边,食肉动物的眼睛在前面?
为什么狼的天敌是人?吃肉的动物,比吃草的动物眼睛更好看?
在大自然中,只要我们稍微留意周围的事物,便可以发现随处都充满了有意思的现象。就拿我们身边的动物来举例,你有没有发现那些在草原上吃草的动物有一个共同点,那就是它们的眼睛总是长在脑袋的两边;而那些主要吃肉的动物,它们的眼睛则几乎都分布在脑袋的正前方,难道平时多吃肉还能开眼角变得更好看不成?
众所周知,狼是一种具有灵敏的嗅觉、发达的听觉,并且还拥有锋利犬齿和裂齿的动物。它们中的大多数都喜欢群居,经常会一起出行追逐猎食,能够在较长的距离进行快速的奔跑。除了大部分海岛和南极洲之外,狼在世界各地都广泛分布着。它们通常在沙漠、森林、寒带草原、山地、草地和针叶林这样的自然环境中栖息,主要将啮齿动物和食草动物作为主要食物。
在我国,狼主要分布在内蒙、西藏和东北这些人口密度相对较小的区域,它们在世界范围内的分布区域都在缩小。狼群总是喜欢在夜间活动,它们可以通过自己的嗅觉和听觉来捕获猎物。虽然,它们也会吃昆虫和老鼠,但主要还是以羚羊、鹿和兔子为食。狼的确是肉食动物的典型代表之一,它们是食物链中典型的次级掠食者。
事实上,狼的捕食对象主要是中大型哺乳动物,它们对其所在区域的生态平衡起到了关键性的作用。如果说狼这一种动物还有什么天敌的话,那就是人类!即便狼群在面对人类的时候总是东躲西藏,但依然难以避免被人类猎杀的命运。如果你看到过狼在捕食动物时的样子,或许就会留意到它高度集中的注意力。
当我们将视线从狼,转移到整个食肉群体便会发现,似乎它们中的大多数都具有一个相同特征。这些肉食动物的眼睛总是长在脑袋的前方,而不是长在两边,然后就引发了这样的疑问:难道吃什么还能决定眼睛长在什么位置?事实上,像狼这一种肉食动物在猎食的时候,其主要的精力都用在了猎物身上。
在它们所生长的环境中,基本没有可以对其生命带来威胁的动物,这大概也是为什么,它们并不需关注不同视觉面下可能存在的危险吧。简而言之,肉食动物并不需要太大的观察范围,只有它们的双目可以集中到一个点的时候,才能将猎物与自己之间的距离进行更好的估算。
包括我们人类,倘若不是这样的双目视觉,便很可能连桌子上的筷子都容易抓空,视觉偏离会给我们的行动带来很大不便。相对而言,像牛这样的牲畜在我们的生活中会更常见一些,这是一种经常用来犁地的草食性哺乳动物。牛科动物都拥有强壮的体质,退化的犬齿和门牙让他们只适合吃草。
而它们身体里的胃之所以会存在四个室,其实是为了贮存草料和躲避敌害。不得不说,牛的确拥有很强的适应能力,它们总是能够很好的适应自己所在环境种的气候条件。并且,一旦它们觉得自己吃饱了之后,便会停止进食。作为素食动物的牛,不仅喜欢吃青草,还喜欢吃很多其他的绿色植物,所以它们的食物分布范围特别广。
在生活中,经常有人说牛怕红色,而斗牛士也经常用红色的布料和牛进行协作。然而,牛这一种动物其实并不会真的畏惧红色这种颜色,只不过是斗牛士手中的这块布料在移动的时候吸引到了牛的注意力,并且鲜艳的颜色也具有更好的舞台表现力。
左右摇摆的布料,吸引了位于牛头两侧的眼睛,这个时候你可能会疑惑,为什么牛的眼睛就要长在脑袋的两侧呢?其实这一切不过都是为了生存。食草动物的天敌总是那些食肉的动物群体,只有它们拥有更大的视线范围,才能在风险来临之前发现食肉动物的踪迹。
对于食草动物而言,它们需要让自己两侧的视力平铺到一个面上。关于食草动物为什么眼睛总是长在两边,我听过的一个最有意思的答案,应该是怕它们吃草的时候杵到了自己眼睛。这的确是我第一次听到这个说法,要是当时在喝水一定会喷出来,但仔细一想,好像还真有些道理。
我们都可以想象一下这个画面,草的外形特征一般都是尖尖的。要是这些吃草的动物眼睛都长在正前方,还真的很有可能被尖草伤害到眼睛。事实上,关于动物的食性和眼睛之间的关系,我们刚刚讲到的内容主要针对的是哺乳类动物。
这是一个符合大多数哺乳动物的身体构造特性,虽然,动物的食性的确对物种的进化带来了影响,但根本原因还是物种的生存能力。物种的进化方向,总是顺着如何更好的适应环境进行发展,这里面不经包括了自然环境,还包括了环境种存在的猎食者。