金雕

人的视力在动物界什么水平算是顶尖高手吗

发布时间:2022/9/2 17:55:23   

作为蓝星至尊,我们总是嫌自己的“装备”不够NB,天天就想着和动物一较高下。当然除了比智力,通常情况下都会输得比较惨,而且这个智力还不能拆开来细比,比如在瞬间记忆力上黑猩猩就完爆人类。

那么向来被我们描述为“任何精密光学仪器都无法媲美”的人眼在动物界到底什么水平呢?网上能看到很多文章说人类的眼睛如何如何被动物吊打,这是真的吗?

当然不是,拜托对本物种有信心一点好嘛,人是视觉动物,60%的信息都是通过眼睛得到的,如果我们的配置很低,还怎么能混到今天?今天就让酋知鱼来组织一场动物界的眼睛大乱斗,看看我们的人类的战绩如何吧!

动物眼睛三派

动物界虽然门派很多但能入围竞争的并不多,从原生动物门到棘皮动物门的眼睛都非常简单原始,多数只是能感光的眼点而已。只有三个动物门进化出了复杂且可用的眼睛,分别是节肢动物门、软体动物门与脊索动物门过了,这三家也分别是动物界第一大、第二大和最先进的门类,现在有请这几派的掌门在下面商量商量,推举出各家的种子选手。

节肢动物门:

我方出战高手两位:纵横亿年(前)空中霸主之蜻蜓、铁拳无敌色彩大师之螳螂虾!

软体动物:

我派举荐强者两名:篮球眼大王酸浆鱿、村唯希变色小章鱼

脊索动物门:

本门光驾尊者二席:

鹰眼持有者·北半球之王·明星杀手·天空制裁者·肉身速度亚冠·武力的象征——金雕

裁判关系户·大威智通·上九天下五洋·巨兽毁灭者·蓝星至尊·恐怖直立猿——智人

节肢动物出战

蜻蜓选手先上场,作为(前)空中霸主,凶猛的掠食昆虫,视力自然是最重要的属性。所以蜻蜓拥有全节肢动物家族配置最巅峰的眼睛,半球形的脑袋上长着一对几乎占据全面面积的复眼与三只单眼拥有高达度的视角。

复眼本身是由无数小单眼组成的,最多的时候一只复眼就拥有2.8万枚单眼。要知道这在昆虫中算是相当高的配置,单眼能输出光的强弱颜色信息但并不能成像,拥有复眼才是拥有真正意义上视力的象征。

复眼的一大优势就是动态视力极其敏锐,我们人眼的刷新率通常被认为是24Hz,虽然实际上有一定差距,但最高也无法分辨超过85Hz的画面切换。但苍蝇可以轻松识别出Hz的动态画面,虽然我没有找到蜻蜓的数据但苍蝇是它的食物,大概也不会差多少。

蜻蜓另一条让人惊叹的能力是色觉,多数蜻蜓拥有11种以上的感光蛋白,部分品种甚至拥有高达30种!(螳螂虾:识色多不是我的人设么,为什么会变成这样呢?是我先的,明明是我先的……)

螳螂虾选手也上场了,虽然被蜻蜓抢了色彩大师的称号,但12到16种色觉感光能力依然可圈可点。但螳螂虾选手强大的地方其实并不在色觉,它还拥有几个完爆蜻蜓队长的绝技。

其一:螳螂虾拥有两只,可以一个东张一个西望就像大家津津乐道的变色龙一般。其二:每只眼柄实际上长了三只复眼,这样只用一只“眼睛”就能产生立体视觉。其三:螳螂虾是偏振光大师,可以使用偏振光分辨猎物的轮廓。

裁判点评:

节肢动物的复眼确实是动物界眼睛进化的一个巅峰,但复眼本身就是凑合的代表,因为外骨骼与蜕皮的束缚,你派的眼睛始终无法进化出更大更完整的复杂结构,这就导致了两个致命的缺陷:

其一是无法实现变焦,所以你们个个都是大近视,比如蜻蜓选手的可视距离只有1~2米,这种视力水平的战斗机简直是开在云雾里。

其二是分辨率低到令人发指,2万8在昆虫中算是个英雄了,不过到了其它两派面前就只有被吊锤的份儿,眼睛体积比蜻蜓小一圈的小鼠一只眼睛就有万枚感光细胞,一台廉价的P显示器都有万个像素。

唯一的王牌动态视力也因为近视的拖累而发挥有限,比如苍蝇的反应速度虽然堪称一绝,但无论是变色龙还是苍蝇拍都能在范围外接近目标发动致命打击,这货会变色也就算了,换个视力稍微好点的动物怎么可能让手持武器这么大的一个威胁靠近到半米之内?

而更多种类的感光蛋白也不是什么值得夸耀的事情,这是你派的大脑太过简单,无法对复杂的感光信号进行处理才被迫采用的妥协方案。脊索动物门的动物虽然感光蛋白质种类远不如你们,却可以区别细致的明度变化,所以人类能以区区3种视锥细胞识别出多达万种颜色,而极少数的突变基因携带者拥4种感光细胞后辨色能力就暴涨到了1亿种,所以你派鼓吹的30种色觉根本就是弱得不行。

这么看来所谓的“绝杀”与“超级”也不过是为了弥补综合素质差的折方案,这样的法术还死撑,还不速速退场!

节肢动物门掩面泪奔……

软体动物登场

先发大王酸浆鱿,这个物种的名字暗示了其口味,没错是酸的,所以大家就不要再头疼一口锅装不下的问题了。大王酸浆鱿不是这个世界上最大的动物,但却拥有这个地球上最大的眼睛,直径可达27厘米,几乎和人的头差不多大了。地球有史以来最大的动物蓝鲸只拥有一个棒球那么大的眼睛,而大王鱿的体重仅为蓝鲸的分之一。

裁判点评:

根据动物学家的计算,眼睛的收益极限直径是9厘米,再大下去反而成为了一个拖累,比如动物界第二大的眼睛——大剑鱼的眼睛正好是9厘米。可见大王鱿的眼睛已经不是常规的视力需求所能解释的了,事实上这对大眼睛最重要的用处就是发现它们的天敌——抹香鲸。

深海有很多具有发光功能的小动物,这些动物在受到扰动时会发出更强的光,所以抹香鲸在游动时会被一层极弱的光笼罩,所以大王鱿一但远远地看到一大团光就知道大事不妙了,得赶紧泥给路哒呦!

所以这双眼睛无法在光线正常的环境中工作,是完全特化的弱光感受器官,视力自然也就谈不上好了,毕竟目的是“看见”而不是“看清”。那么请问酸浆选手,是谁给你的勇气来参加这场比赛的呢?

大王酸浆鱿:底大一级压死……

裁判:保安!把它拖出去,下一个!

章鱼选手上场

章鱼作为软体动物之光,拥有最发达的大脑,8条一定自主意识的手腕和一对配置相当高的眼睛,蛸科下属的体型较大的物种都拥有体积可观的眼睛,还有与脊索动物相当的复杂结构,角膜、虹膜、晶状体、视网膜一个不少,感光细胞多达0~0万枚,。

要知道这双眼睛的进化历程与我们脊索动物完全没有关系,是两条绝对独立的道路,但最终的结果却如此接近,这本身就是一个奇迹,可见关于眼睛进化的最优答案可能确实是存在的。

而且得益于已经大到长出皮层褶皱的脑,章鱼不仅拥有复杂的立体视觉,甚至还能自动对焦,要知道包括猫狗在内的多数哺乳动物眼睛都没有对焦功能。最有趣的是章鱼还有瞳孔反射,当你想知道火锅中的章鱼有没有,只要捞起来用手电筒对着眼睛照一下就知道啦!(章鱼:我抗议……)

不过仅仅是这样还不足以与真正的脊索动物强者相竞争,最大的缺陷是99%章鱼的眼睛没有色觉,昆虫虽然辨色能力不强但好歹还知道用感光蛋白弥补一下,完全不管不问是什么鬼,差评,下一个!

章鱼:等等!我觉得自己还有话要说

裁判:嗯?

脊索动物的眼睛设计有先天缺陷,所以我们章鱼的眼睛是面向未来的,更有希望的眼睛!

裁判:嗯……这确实是一个流传相当广的说法,因为脊索动物从祖先开始就将视网膜长反了,所以现存的所有脊索动物无一幸免,神经细胞在感光细胞上方,而神经纤维要离开眼球就必须在视网膜上开个孔,所以大家视野中都有一个天然盲点。而且由于视网膜是直接粘在眼球底部的所以相当不牢固,很容易出现视网膜脱落等各种问题。

而你们章鱼的眼睛则完全不同,神经是长在感光细胞后面的,不仅没有盲点而且神经可以起到固定感光细胞的功能,堪称完美!不愧是上帝的完美作品。

章鱼:是吧是吧!所以赶紧给我发奖吧!

裁判:不过章鱼选手你似乎搞错了一件事,看起来更合理的解决方案真的是最完美的方案吗?你们的眼睛从直觉上来说是更完美,但优势并不算太大而致命缺点倒是有一个。

首先神经纤维是透明的,并不会对感光细胞产生遮挡。其次是视觉盲点根本不是问题,因为脊索动物的强者都是用视觉中心来观察的,在并不甚重要的外围区域开一个洞几乎没有影响,就算是独眼的人不经过特定的测试永远不会意识到自己存在视觉盲点就是证据。

而这种倒贴“设计“的最大优点是可以长出超密度视网膜,人眼视网膜细胞密度最高的区域被称为中央凹,这个仅有1.77mm^2的区域密集了超过30万枚感光细胞,而最中间的0.2mm^2还存在一个完全没有视杆细胞、血管、神经节细胞与视锥细胞呈2.5:1配置的超清点——中央凹无血管区,这一切发烧的配置都是为了核心区的最高画质。

众所周知,发烧的代价是能耗的暴涨。以单位质量来算视锥细胞甚至可以力压脑细胞成为人体最耗能的细胞,高能耗与无血管这根本就是两个相互冲突的条件,要怎样才能调和呢?这时候视网膜长反的好处就体现出来了,视锥细胞直接从紧贴着的脉络膜处获取氧与葡萄糖,支撑起了UHD超超超清画质。

而你们章鱼的眼睛就完全不行,在使用压力不大的时候尚且可以应付,如果需要向更高视力进化时这个“上帝的完美设计”就会成为拖累。

所以,驳回申请!

章鱼:我可是村里唯一的希望!我不能输!

裁判:保安!把它拖出去

脊索动物内战

好,(和内定的一……)不出所料果然最终的战争还是要在脊索动物门内部展开,在这里先要分别介绍一下二席尊者的情况与地位

鹰科动物与人科动物分别是龙兽争霸中的两大巅峰代表;鸟类是恐龙的正统后裔在今天已经不是什么秘密了,虽然在万年前遭受了重创,但幸存的这一支迅速占领了天空的生态位,再次成为了一类非常成功的家族,其中不乏很多凶猛的掠食者,而鹰科动物因其高空狩猎的需求将眼睛打造成了动物界的一大奇迹,实力强劲可谓无敌,是冠军的大热门,此次出战的是称霸北半球,能杀死6倍于自身体重,冲刺飞行速度全球第二的金雕。

而兽族则是新生代的霸主,取代了恐龙的陆地生态贡献了几乎所有的大型动物。智人作为兽族代表绝不是什么与裁判不清不楚的关系,因为几千万年前兽族祖先的地下苟且史导致现存的兽族视力普遍不突出,猫狗牛羊都只拥有两种色觉视锥细胞,最糟糕的是其它兽族的眼睛都是定焦的,所以既是近视眼又是远视眼;当然这不是说它们既看得清近处也看得清远处,而是说把这两种情况不好的地方都占了,既看不清近处也看不清远处。

而且为了保持夜视能力,兽族的视锥细胞密度远不如视杆细胞,眼睛中甚至没有中央凹,非常捉鸡;能同时拥有变焦、中央凹及三色视觉的就只有灵长类人科动物下属的几个物种了。这几个兄弟视力没差多少,就让智人做个代表吧。

被吊打的智人

介绍完了比拼正式开始,但似乎没什么好比的,因为鹰的视力比人类强太多了。

鹰的视力通常是人类的六到八倍。数值化来说人类的视力均值为20/20,意思是你能在20英尺外分辨正常视力者都能看清的画面,部分人种如澳大利亚的原住民视力能高达20/10,也就是在20英尺外能看清普通人在10英尺处才能看清的画面,而鹰的视力普遍为20/5到20/4,可以从10层楼的楼顶清楚地观察地面上的一只蚂蚁,或者3公里的高空看清一只奔跑的野兔。

细化到具体配置上更是美到没话说,体重仅人类15分之一的金雕拥有与人类等大的眼球,(虽然说这是个球有些勉强),视网膜中央凹的视锥细胞密度高达万/mm^2,是人类的五倍。

不会吧,这么厉害的眼睛肯定在其它地方有缺陷吧?比如色觉?

不……鹰拥有四色视觉,能看到人类无法识别的紫外线,这项本领使它们能轻易看见猎物的尿迹,完成俯冲猎杀。

那鹰的变焦能力呢?更是完爆了智人,我们通过调节晶状体的曲率来改变视线距离,鹰则通过直接让眼球变形来实现,虽然不是很明白具体原因,但这个结构似乎让鹰永远都不会近视或老花。

更过分的是鹰眼有两个中央凹,一个看着正前方一个看着斜后方45度,这样就算不用移动头部也可以拥有超大的视角,而鹰在飞行中时通常侧向视焦来搜寻猎物,发现后再用正前方的视线死死锁定,也就是说鹰拥有前、左后、右后三个视焦,比智人不知道高到哪里去了。

智人的反击

那么,最终结局是不是以金雕的完胜而结束呢?

当然没有这么简单,我们智人怎么可能就此却步!

是时候祭出终级武器——“配置不够算法来凑”大法了

虽然听起来会比较耍赖,但从生物发育历程中可以看出眼睛本质上是大脑的一部分,所以将大脑撇开来比较视力是不合理的,从这里开始就是咱智人反杀的时候了。

我们大脑从V1到V6共有六大单元负责处理视觉信息,其中单单V1就已经配置多达2.8亿个神经元。而鹰的大脑配置就比较寒碜了,还没有一只眼睛重(当然眼睛本身也实在是太大了),虽然鸟类的神经元密度要高于哺乳动物,但最聪明的鸟非洲灰鹦鹉也不过拥有最多30亿枚神经元,鹰的话估计不会超过10亿枚。

这么估算的话单单是分配给眼睛的神经元很可能已经比鹰的整只脑袋都要多了,在如此悬殊的差距下,我们能从视觉信号中提炼出的信息肯定比鹰要高得多。鸟类的动物行为学研究显示它们经常无法分辨让我们觉得简单到匪夷所思的信息;比如信天翁认巢不认雏,小鸟常常冻死在亲鸟眼皮底下,灰鹅在孵卵期只要看到巢边有球形的东西就一定要回收,无论是高尔夫还是门把手。

而且鹰眼还有一个小小的缺陷,准确地说是鸟类的通病吧——眼睛不能转,虽然巨大的视角已经近乎完美地解决了多数情况下的烦恼,但在近距离观察物体时仍需不断改变头的角度,如果鹰也有高级智力那它们看书或是用显示器就会非常难受。

最后咱智人还有一招胜之不武的角度,虽然在多数配置上被吊打,但鹰眼特化的日间视力导致了视杆细胞特别少,所以——虽然我们的夜视能力被一众兽族亲戚吊打,但还是能小胜鹰酱一筹的。

裁判结语:综上所述,靠着(耍赖)软实力,智人算是给兽族挽回了一点颜面,这样吧,咱就算个五五开,龙兽两代霸主也别为强争高低伤了和气罢,就当给我个面子…

金雕:抗议,不带这样的!说好的比眼睛怎么着比着就歪了呢?有种咱们比飞呀!

裁判:嘿!?我看你今天就是想故意为难我这个面子果实能力者!比飞?土星五号搬出来!保安,给我把这只鸟塞到火箭里择良辰吉日直接送到月亮上去!

金雕:我Tm…………………………

……

裁判:因为金雕无故缺席,所以本期奖杯就发给智人吧!我们下期再见



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