動物感受到的世界很古怪
在動物界中,人類的感官能力可以說平庸之極。因此,這個世界只展現給了我們很有限的一面,其他動物感受到的世界和我們是大不相同的——它們能看到紫外線和紅外線、能聽到人類聽不到的聲音,能嗅到人類根本無法區分的氣味,還能被地球磁場拉扯著走……
蜜蜂眼中的世界
在蜜蜂的眼中,花朵的樣子和我們所看到的是截然不同的。蜜蜂可以看到人類所無法感知的紫外線,而植物的花朵反射紫外線的能力遠比莖和葉等其他部位要強,對於蜜蜂來說,明亮的花朵在黑暗的綠葉背景下顯得異常突出,而一些花朵上甚至通過反射紫外線為蜜蜂標明了通向花蜜的路徑。
對於只能看到可見光的我們來說,蜜蜂眼中的世界是什麼樣子不太容易想像。不過某些眼睛失去了晶狀體的人大概稍能理解一點蜜蜂的視覺。沒了晶狀體的過濾,他們的視網膜也能接受到紫外線,看起來就是泛白的藍色。當然了,這類人也僅是靠感受藍色光的細胞來捎帶感受一點紫外線,和蜜蜂有專門感受紫外線的細胞無法相提並論。和人類有感受紅綠藍三種顏色的細胞類似,蜜蜂也有三種視細胞,不過對應的是綠色、藍色和紫外線。所以,如果把一般照片的紅色濾去,疊加上紫外線,應該就是蜜蜂看到的效果了。
除了能看到紫外線之外,蜜蜂還能感知光的偏振。在蜜蜂的眼中,偏振方向不同的光,看起來是不一樣的,就好像我們眼中不同的顏色。陽光經過空氣分子的散射後,轉過90度的光偏振最強烈,這時,偏振光在和太陽方向呈90度夾角的天空中呈現出的一條圓環。蜜蜂可以借用偏振光來導航,即使是在不能直接看到太陽的陰天也依然適用。
其實,其他昆蟲以及鳥類眼中的世界更加難以想像,它們4種或者5種甚至6種感受顏色的視細胞,同它們相比,我們眼中的世界還真是灰色的了。
動物如何感受磁場?
人們曾經以為動物利用地球磁場導航只是神奇的幻想,但現在已經有充分的證據表明許多種類的動物都能感知地球磁場,包括鴿子、海龜、雞以及裸鼴鼠等等,甚至牛也可能。
年幼的蠵龜就是通過感受地球磁場來判斷方向的,它們在出生不久就要學習辨認磁場強度和方向的變化,建立起一張更加詳盡的磁場地圖為自己導航。現在還不清楚這種海龜是通過什麼方式來識別磁場的。許多研究者推測,磁場感受器是位於海龜或其他動物腦中的磁性晶體,這類晶體會指向地磁場方向,牽引著動物的神經細胞,使得它們可以感覺到磁場。
這種神經細胞被牽扯的感覺是什麼樣子呢?你可以想像在游泳的時候,留意左右兩束頭髮,當向北游的時候,頭髮沒有異常感覺。而向東的時候就會感到有人在輕輕拉扯你左邊的頭髮,向西遊動則感覺到右邊頭髮被拉扯,向南則兩邊頭髮都感覺被拉。動物的神經細胞就是這樣被磁場牽扯著導航的。
除了磁性晶體外,鳥類等動物感受磁場可能是依靠眼睛中的一種感光色素,這種色素會受到磁場影響發生化學變化,使得鳥類可以以某種形式看到磁場。磁場在這類動物眼中應該是某種圖案,比如發光或彩色的條帶,當它們改變運動方向的時候圖案就會隨之發生變化。
蝙蝠聽到的聲音世界
對於蝙蝠來說,要想像人類感受到的世界可能沒什麼困難,它們中的許多種類視覺能力都和人類差不多。但反過來,人類要想像蝙蝠感受到的世界可就難了。捕食昆蟲的蝙蝠以及某些果蝠很大程度上是通過回聲定位來尋找食物的。它們發出的尖叫聲可以達到120分貝,類似救護車警笛聲的音量。幸好它們發出的聲音是超聲波,頻率超出了人類的聽覺範圍。
蝙蝠可以根據被物體反射的回聲來判斷物體的距離,以及運動方向和速度。一些蝙蝠對於獵物距離的判斷可以精確到4到13毫米。蝙蝠還能根據超聲的音調來分辨同類,就像我們能通過說話聲音認人一樣。
人類要想像蝙蝠感受的聲音世界是很難的,因為我們平時過於依賴視覺。然而有些人感知世界的方式倒是有些類似於蝙蝠。有個叫丹尼爾?基什的人,生下來就是雙目失明,他後來練成了一種技能,可以用舌頭髮出咔嗒聲,然後傾聽人或物體反射的回聲,使得他可以在安靜的街道上獨自行走。他形容聲音在腦海中的形象就像是在一片黑暗中出現的閃光。
當然,和蝙蝠比起來,丹尼爾的能力是非常有限的。他不能辨別物體具體形狀,也不能像蝙蝠一樣判斷物體運動速度。丹尼爾利用了大腦中的視覺迴路來處理回聲,在腦中形成了周圍環境的圖像,而蝙蝠是否也是讓聲音信號視覺化就不得而知了,它們是否還會在視覺系統和回聲定位系統之間切換,也仍是個謎。
狗跟著鼻子走
有時你可能會感到奇怪,嗅覺比人類靈敏幾千倍的狗為啥能忍受難聞的氣味把鼻子伸進垃圾罐頭裡。其實,狗的嗅覺和人類相比並非簡單的加強版,狗的嗅覺靈敏,並不是說它們嗅到的氣味更大。狗的嗅覺有多個層次,為它們提供了更加豐富的信息。
層次豐富的嗅覺使得狗感受到的世界和人類有很大不同,人類通過視覺獲取了絕大多數信息,而對於狗來說,嗅覺才是最重要的獲取信息手段,視力只是個候補手段。人們發現,當氣味的蹤跡和地上的腳印延伸向不同方向的時候,警犬會毫不猶豫沿著氣味進行追蹤,完全無視兩種線索之間的矛盾。
要理解狗的感覺,我們可以想像周圍所有的東西都有其自身獨有的氣味,甚至同一物體的不同部分也有不同的氣味。例如一朵玫瑰,每個花瓣由於沾上了昆蟲帶來的不同花粉而具有不同的氣味。我們人類是無法分辨這些不同氣味,但狗的鼻子卻能做到。
對於人類來說,要真正了解這個氣味的世界是不可能的。狗的鼻子中有大約3億個嗅覺感受器,而人類則只有600萬個。狗用來處理嗅覺信息的皮層佔據了整個大腦12.5%的重量,而人類的則還不到1%。
蛇能「看到」熱量
蛇的某些種類,如蟒類、蚺類以及蝮蛇看到的世界跟人類差不多,但除此之外,它們還能「看到」紅外線,這使得蛇可以在1米左右的距離通過獵物散發出的熱量追捕它們。
蛇類用來感知紅外線的器官倒是非常簡單,就是鼻孔附近一個叫做頰窩的部位。不同蛇的頰窩略有不同,但基本構造一樣,都是一個小坑,裡面有一層充滿了熱敏神經末梢的薄膜,用來作為紅外感受器。蛇的頰窩很早就被人們發現了,不過直到最近,科學家們才辨認出在其中對熱做出反應的特殊蛋白質。這種蛋白質也存在於感受接觸、溫度以及疼痛的神經細胞中。
雖然頰窩和視覺系統是完全分離的,但頰窩接受的信息卻會和視覺信息一樣,被送到大腦中的一個叫做視頂蓋的部位。在這裡,視覺圖像和紅外圖像合併起來。科學家推測,這使得蛇可以同時看到紅外線和可見光,或是能在兩種模式之間切換。例如潛入洞穴中時依靠紅外線來捕捉獵物,並找到返回地面的路線。而回到炎熱的地面,則改用普通的可見光視覺。在清晨,蛇則可能同時利用兩種系統,這時候環境溫度還較低,溫血的獵物在紅外波段仍很顯眼。
對於人來來說,要理解蛇「看」到了什麼還是比較容易的,只要把普通的可見光錄像和紅外錄像組合起來,就可以展示出蛇眼中的世界了。


TAG:大科技雜誌社 |