胥艾妮|中国科学院大学
培养单位:中国科学院物理研究所
审核:李世亮(研究员)|中国科学院物理研究所
铲屎官们有没有这样的经历,晚上打开手电筒想找找自家小猫咪在哪里,一对视,发现它铜铃般的大眼睛里闪闪发光?或者是外出不在家,打开监控想看看家里小崽子在干嘛,发现又开着超大瓦数远光灯?
那么问题来了:为什么猫咪的眼睛会发光 ?
眼睛里的魔法:Tapetum Lucidum
是他!就是他:Tapetum Lucidum!这个词听起来是不是很高大上?其实Tapetum Lucidum就是猫咪眼睛里的反光膜,这层膜就像是一个小小的镜子,把射入眼睛的光线再反射出来[1]。反光膜位于猫咪眼睛的视网膜后面,如果光线未被视网膜的感光细胞吸收,就会被反光膜反射回来,就像手电筒照在镜子上,让夜晚猫咪的眼睛看起来异常明亮。
这种眼睛结构是猫咪为了适应夜间捕猎而演化出来的,能够帮助猫咪捕捉微弱的光线,拥有超强夜视能力。这也是为什么家里关灯以后,猫咪也可以在家调皮捣蛋哦~
为什么不同猫咪,发光颜色不同
你可能会注意到,不同猫咪的眼睛发光的颜色有所不同。它们的眼睛发出的光可能是绿色、黄色,甚至蓝色。这是因为猫咪眼睛的反光层含有不同的色素和结构,决定了光反射的波长和颜色。绿色和黄色的光反射最常见,给人一种“幽灵般”的感觉,十分神秘。
为什么人类的眼睛不发光
那么,为什么我们的人类眼睛在黑暗中不会像猫咪一样闪闪发亮呢?答案很简单,我们的眼睛没有TapetumLucidum!这其实也是因为人类是白天活动的生物,即昼行性的,并没有对夜视能力的强烈需求,所以在进化过程中就没有出现反光膜[2]。没有了这个“反光镜”,人类在弱光环境下的视力就显得不如猫咪那么灵活。不过,科学家也正试图研究如何让人类眼睛在夜间也能看到更多的细节,或许有一天我们也能像猫咪一样,眼睛在黑暗中发出神秘的光芒!
小tips:人类眼睛可能出现的一种类似闪光的现象是白斑,这是一种白色的闪光,预示着白内障和癌症等异常现象[2]。
大大小小:瞳孔调节
猫咪的眼睛属于垂直裂口瞳孔,这意味着它们的瞳孔形状不像我们人类的圆形,而是呈现竖直的裂缝。与水平裂口瞳孔的动物(如羊和马)不同,垂直裂口瞳孔对于控制光线的进入特别高效,它能够精确调节光线的强弱。这种瞳孔的结构特别适合在变化多端的光照条件下使用,帮助猫咪在不同的环境中快速适应。
猫咪的瞳孔对于光线变化非常敏感,通过调节瞳孔的大小控制进入眼睛的光线。在明亮的光线下,猫咪的瞳孔会变得非常小,几乎变成竖直的缝隙。这种状态能够有效地减少进入眼睛的光线,保护视网膜免受强光刺激。在昏暗的光线下,猫咪的瞳孔会变得极其大,形成一个大圆孔,以允许更多的光线进入眼睛,帮助它们在弱光环境中看到更多的细节。
猫咪的瞳孔可以扩大到比人类大得多,所以它们仅需人类所需光线的1/6就可以看清事物[3]。
以上图片来源:某社交软件(小红书)
参考资料:
[1] Jeremy Long, Anthony Estey, David Bartle, Sven Olsen, Amy Gooch (2010). Catalyst: Seeing Through the Eyes of a Cat. Proceedings of the 5th International Conference on the Foundations of Digital Games. 116-123. 10.1145/1822348.1822364.
[2] Tapetum lucidum – Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Tapetum_lucidum.
[3] F. Corsi, A. Guandalini, J.L. Rossi, G. Ben-Shlomo, F. Montiani-Ferreira, B.A. Moore (2022). Ophthalmology of Felidae: Cats. In: Montiani-Ferreira, F., Moore, B.A., Ben-Shlomo, G. (eds) Wild and Exotic Animal Ophthalmology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-81273-7_10
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