為什麼食草動物的眼睛在兩邊,而食肉動物的眼睛卻在前面?

aiya 2022/10/31 檢舉 我要評論

如果你去動物園里,觀看一些我們熟悉的動物的話,你可能會發現,那些食草動物的眼睛基本是在兩側,而那些食肉動物的眼睛則基本在前面。

所以,我們經常會認為兩只眼睛長在正前方的就是食肉動物,而長兩邊的就是食草動物。

一直山貓的眼睛,圖源:Dale Morris/Barcroft Media

其實這并不絕對,特別是對于食肉動物而言,它們的兩個眼睛并不是絕對的長在前面,事實上,和食草動物一樣是長兩側的可能會更多,比如一些掠食性鳥類,大部分魚類和爬行動物等等,即便它們是頂級獵食者,它們的眼睛也基本是在兩側。

那麼動物眼睛怎麼長到底和什麼有關系呢?為什麼我們熟悉的那些食肉動物的眼睛都長在前面呢?

在進入討論問題之前,我們需要了解一下動物眼睛的一些基本情況。

動物眼睛如何成像?

其實,我們眼睛的成像原理和凸透鏡成像有點像,只是光線進入眼睛后會經過較復雜的處理,不是簡單的一面凸透鏡成像。

我們知道凸透鏡成像的一個重要應用就是 相機,如果你想知道我們眼睛看到的東西本來應該是什麼樣的,簡單的回答就是和一張照片差不多。

那麼現在有一個問題,既然我們的眼睛只是在「拍照」,為什麼我們看到的是一個完全立體的世界呢,而不是像照片中一樣是二維的?

其實答案很簡單,這是大腦和兩只眼睛配合工作的結果。

圖:大腦和兩只眼睛制造了深度

大腦會根據兩只眼睛拍出的、略有不同的照片,簡單地測算出「深度」這個緯度,這個其實很有趣,我們所看到的世界其實都是經過大腦「修飾」的。

大腦制造「深度」有一個關鍵點,那就是 兩只眼睛必須要拍到相同的場景才行這就意味著兩只眼睛必須在一個方向上,然后由于兩只眼睛存在一定距離,所以拍到的場景就會略有不同,大腦就是根據這個來判斷前面的物體距離你有多遠的。

這里還有一個小知識,其實大腦對「深度」的推算只對短距離有效,對于人眼而言只有5米,大腦可以清楚地估算距離,超過5米的話,我們的大腦則會換成相對大小和相對運動來估算距離,變成一種經驗判斷,這個時候很容易出現 視錯覺

圖源:Tambako the Jaguar

如果只是一張普通二維照片的話,我們也能感受到「深度」,但是很難準確地判斷距離。所以能夠 準確地感受「深度」,便是兩只眼睛長在一個方向最顯著的優勢

這個優勢對于捕食者來說尤為重要,因為它們需要盯緊獵物,保持和獵物的距離以便更好地發起進攻。

這就是我們熟悉的那些食肉動物眼睛都長在前面的原因之一。

如果說兩只眼睛長在一個方向上,可以得到一個「 立體視覺」的話,那麼兩只眼睛長在兩側,它其實是可以得到一個「 全景視覺」——可以做到360度基本無死角的探測。

對于食草動物而言,它們沒有捕獵的需求,它們更多的需求是在危險來臨的時候快速逃跑,而要更想快速地逃跑,那更快的發現捕食者就很重要。

眼睛長在兩側,可以大大增加了它們的偵測范圍,看到各個方向上的捕食者,這有助于更快發現捕食者。

這個解釋其實就是著名的「 視覺捕食假說」,該假說認為食肉動物的眼睛長在前面是為了更好定位獵物。但就像我們前面說的,并不是所有食肉動物都是把眼睛長在前方的。

那麼問題又來了,為什麼獅子、老虎、狼這些掠食者需要把眼睛長在前面來判斷「深度」,以便更好地定位獵物,而蛇、魚、老鷹,它們的眼睛卻不用長在前面也能做頂級捕食者呢?

大猩猩的眼睛,圖源:JWJarrett

眼睛長在正前方的其它作用

關于眼睛的生長方式,靈長類其實是一個非常特殊的群體,無論是食草的大猩猩,還是純食肉的眼鏡猴,還是像我們人類一樣的雜食者,眼睛都是長在正前方的。

這足以說明,眼睛長在正前方的動物并不完全是為了定位獵物,它還會有一些其它作用。

目前主流的還有兩種假說, 一個是認為兩個眼睛都長在正前方會擁有更好的夜視效果;另外一個則是「X射線視覺假說」,意思就是說兩個眼睛在同一個方向上的動物擁有透視的效果。

圖源:BreatheFitness

貓頭鷹和另外一些老鷹都是鳥類的頂級捕食者,它們最大的不同就是只有貓頭鷹的眼睛是長在正前方的(鳥類的眼睛不需要長在正前方后面解釋),其它鷹都長在兩側。

貓頭鷹眼睛,圖源:Denisapro

之所以貓頭鷹的眼睛這麼特別,其實原因就在于它是夜間捕食的動物,兩個眼睛都長在前面的話, 對于指定獵物來說,眼睛可以接收到更多的光,從而讓夜間視力更加突出,這有利于夜間捕獵。

靈長類的祖先現在就被認為是夜間的捕食者——和現在的眼鏡猴有點像,這是現在所有靈長類的眼睛都是長在前方的原因之一。

至于X射線視覺假說,很多人可能想不明白,眼睛和透視有什麼關系。其實這個原理非常簡單,只要我們在眼前放置一根筆,你就會發現,當兩只眼睛同時看前方的時候,你可以看到筆后面的場景,但是當我們閉上一只眼睛,只用一只眼睛去看的時候,那麼筆后場景會被比遮擋。

那些生活在雜亂的森林里的動物很多時候就需要這樣長眼睛,以更好地在叢林中行動,這也是所有靈長類眼睛都長前面的另外一個原因。

最后:為什麼一些獵食者不用把眼睛長在前面?

從前面我們對眼睛長在前面的作用來看,不難發現,眼睛這樣長的動物不一定是為了更好地定位獵物,但肯定是會放大動物視覺感知的作用,或者增加對視覺的依賴。

但是其實動物無論是捕獵,還是判斷何時逃跑,它們都不是只通過視覺,還有許多感官在起作用。

就拿蛇類來說,它們一般都匍匐在草叢中運動,眼睛對于它們來說是可有可無的,因為到處都是遮擋視野的雜草,有眼睛它們也看不見。

所以很多蛇都是高度近視,它們主要通過嗅覺和聽覺來判斷和定位列為,因此它們的眼睛怎麼長對捕獵的影響不是特別大。

對于魚來說也是一樣的,它們也不是依賴視覺的動物,所以它們也不需要「立體視覺」來瞄準獵物。

至于一些老鷹的眼睛,它們確實是長在兩邊,但是那也不影響它們的「立體視覺」,這是因為它們的頭很小,不會遮擋兩個眼睛看向正前方。

如果你仔細觀察那些眼睛長在兩邊的捕食者,你會發現,它們的頭確實都很小,捕獵的時候它們的會迅速變成「斗雞眼模式」。

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