科学探索|食草动物的眼睛在两边 食肉动物的却在前面:为什么?

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 。
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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 。