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偽裝大師頭足類動物真的只能看見黑白?

偽裝大師頭足類動物真的只能看見黑白?


儘管頭足類動物的視網膜上只有一層視覺色素,但是它們可以輕易跟周圍環境融為一體,同時欺騙敵人和獵物。這讓科學家們百思不得其解。哈佛大學物理學與天文學教授Christopher Stubbs覺得他可能找到了答案。他的研究說明頭足類動物可能會探測到顏色,用的是一種類似數碼相機反覆抖動創造勻邊像的方法。


Stubbs開始這項研究是受到了兒子的鞭策。他的兒子Alexander是伯克利的研究生,也是這篇研究的合著者。「他跑過來說他想到了一個主意,我們越聊,越覺得這個靠譜,」他說。一開始,他們覺得頭足類可能會通過調整焦點位置以探測不同波長的光來感知顏色。這些波長可以相互混合,形成彩色的環境圖像。

「對我而言,最有說服力的一點就是…這些動物的瞳孔是一種離軸U形,這實際上犧牲了圖像銳度,來讓色彩信號最大化。這麼看來它們瞳孔的形狀似乎經歷著選擇性進化的壓力,」Stubbs說。


換句話說,章魚,魷魚或者烏賊都可能在利用這一叫做色差(chromatic aberration)的物理現象。它又叫做彩色邊紋(color fringing)或者紫邊(purple fringing),當鏡頭無法將所有顏色的波長放在同一焦面或者當顏色波長聚焦在焦面的不同位置時,這種常見的光學圖像會發生。不同的顏色波長以不同的速度穿過鏡頭,導致圖像模糊或者有著色邊(紅色,綠色,藍色,黃色,紫色,品紅等。)


偽裝大師頭足類動物真的只能看見黑白?


色差現象是相機生產商多年來的噩夢。雖然各家公司投入大量人力物力想要造出讓所有波長聚焦在同一焦點的完美鏡頭,但是頭足類動物已經進化出可以隨心所欲利用它的能力了。

為了理解這種動物是如何利用色差的,Chris Stubbs製作了一個頭足類眼睛的電腦模型,類似他之前用作天文研究的計算。這些計算揭示它們的眼睛是可以看見顏色的——用一種之前從未遇到過的優雅機制。


「人們已經就這種動物眼睛晶體的光學屬性做過大量生理研究,」他解釋說。「我們寫了一些電腦程序,可以測試圖樣,讓視網膜反覆移動,並且把這些疊加在圖像上,測量對比。」


「這跟人類和其他動物的多顏色視覺色素是完全不同的結構。章魚,魷魚和烏賊的高敏銳『鏡頭式』眼睛代表了一種不同於脊椎動物的完全獨立的眼睛進化方式,從某些意義上說,我們不應該指望它們有著跟我們一樣的色覺。這些生物擁有自己的一套色覺機制,跟我們之前想像的大相徑庭,」Alexander Stubbs補充道。


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