食草动物的眼睛在两边 食肉动物的却在前面:为什么?

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  如果你去动物园里,观看一些我们熟悉的动物的话,你可能会发现,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。

  所以,我们经常会认为两只眼睛长在正前方的就是食肉动物,而长两边的就是食草动物。

  

食草动物的眼睛在两边 食肉动物的却在前面:为什么?-第1张图片-趣闻屋


  一直山猫的眼睛,图源:Dale Morris/Barcroft Media

  其实这并不绝对,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,比如一些掠食性鸟类,大部分鱼类和爬行动物等等,即便它们是顶级猎食者,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。

  

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  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。

  

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  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。

  

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  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。

  

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  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。

  

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  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?

  

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  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。

  

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  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。

  

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  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。

  

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  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。

  

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  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。

  

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  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”。


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