動物的眼睛裡看到的「東西」跟人類有什麼不一樣？

動物的彩色色覺

我們利用視覺觀看周圍的世界。當光線照射時，我們無法看到周圍的世界，首先取決於我們的眼睛是否能夠檢測到我們面前的物體以及大腦是否能夠處理眼睛接收到的信息。那麼眼睛如何看待物體以及它對光線的反應？

脊椎動物眼睛含有兩個感光細胞：桿細胞和視錐細胞。人眼的桿狀細胞主要用於檢測弱光，而錐形細胞用於檢測顏色。棒狀細胞含有視覺色素，而視錐細胞含有多種視覺色素，不同的視覺色素可以感知不同波長的光波。與桿狀細胞相比，錐體響應更快並且能夠檢測物體的中速運動。

人類視錐細胞只有一種視覺色素，而許多其他脊椎動物錐體通常含有多種視覺色素。視色素由兩部分組成：發色團和視蛋白。發色團是位於視蛋白內的光吸收分子。視覺色素反應的光的波長主要取決於發色團和視蛋白如何相互作用，而後者依賴於視蛋白，因為發色團在遺傳過程中很少發生變化。另一方面，蛋白質易於發生突變。遺傳變異可導致視蛋白的變化，從而影響動物的視力。

兩棲動物，魚類和爬行動物也有第二個生色團。當生色團發生變化時，視覺色素變得對長波特別敏感。例如，七鰓鰻從海洋進入河流後其生色團往往會發生這種變化，某些蝌蚪在發育成青蛙後其生色團也會發生這種變化。

眼睛中的視覺色素就像畫家調色板上的顏料。如果畫家只用一種顏色進行繪畫，那麼這幅畫就註定是一幅單色畫。同樣，如果動物只能看到光波，那麼它眼中的世界就是單色的;如果動物有幾種視覺色素，它看到的世界將是豐富多彩的。

人眼通常含有四種視色素，一種在桿細胞，另一種在錐細胞。人類被稱為三色視者，因為他們有三種視覺色素用於觀看顏色。三種錐形色素（藍色、綠色和紅色）分別與短波、中波和長波反應。幾乎任何波長的可見光都可以激活至少兩個甚至三個錐形顏料，所以我們可以看到一百萬個色調。

對於人類來說，這無疑是一種幸運，因為大多數哺乳動物只有兩種光學色素，只能看到短波和長波。這種二色視覺能夠看到多達10000色調（一些色盲的人能看到比這個數字低得多的色調）。儘管如此，與鯨魚和海豹相比，這是極其豐富的，因為鯨魚和海豹的錐體只有一種視色素只能看到一種顏色。

為什麼大多數哺乳動物的顏色感覺這麼差？據認為哺乳動物的祖先和恐龍生活在一起。在那個時候，恐龍是我們星球的霸主，哺乳動物的祖先只生活在夜晚並且長得很小。因為它們只能在晚上看到，所以彩色視覺對他們來說沒有什麼用處。缺乏色覺的動物並不比色覺發達的動物活得更差，因此哺乳動物的色覺開始退化。然而，他們的眼睛對弱光更敏感。

恐龍的滅絕為哺乳動物的進化提供了空間。過去，夜間活動的哺乳動物開始多樣化，許多哺乳動物在白天開始活動。然而，哺乳動物的顏色感知能力仍然很差。然而，靈長類動物是個例外。靈長類動物的顏色感知至少進化了兩次，一次是在生活在東半球的猴子和猿類中，一次是在生活在新大陸的猴子中。為什麼靈長類動物比其他哺乳動物進化出更發達的顏色感知能力？原因還不清楚。大多數科學家認為，這可能與飲食結構有關，因為具有三色視覺的動物更容易區分哪些是成熟的水果和哪些是不成熟的水果。

然而，與大多數其他脊椎動物和無脊椎動物相比，靈長類動物的顏色感知能力仍然很差。許多兩棲動物、鳥類、魚、爬行動物和昆蟲還有另一種光學色素，它們能夠看到我們根本看不到的光——紫外線。藍冠山雀屬於四色視覺，具有比我們更複雜的顏色視覺。

藍冠山雀的外表沒有什麼特別的，但它們的羽毛反射紫外線，尤其是雄性山雀頭部的藍帽，這會影響選擇配偶。有很多證據表明，有些人患有某種特殊形式的色盲。事實上，它們是四色視覺，雖然它們仍然不能像鳥類那樣看到紫外線。

然而，與長著柄眼的螳螂蝦相比，藍冠山雀的顏色感知能力也微不足道。螳螂蝦是一種節肢動物，它的眼睛裡至少有四種光學色素，其中一些高達16。然而，在螳螂蝦眼中，世界並不清晰，因為它們的視力很差。

螳螂蝦不僅能看到所有的可見光，還能看到紫外和紅外光。但是科學家們仍然不知道他們是否能看到比鳥類更多的陰影。像昆蟲和甲殼類動物一樣，螳螂蝦具有複眼，它們的工作原理與脊椎動物有很大不同。一種觀點認為，螳螂蝦眼睛中的每一種色素都發出顏色信號，就像人類耳蝸中的毛細胞對音頻作出響應一樣。在這種情況下，擁有更大範圍的顏料對於看到更多顏色至關重要。由於缺乏大腦，螳螂蝦可能不能像人類那樣混合多種顏色。

更奇怪的是，螳螂蝦還能看到偏振光。許多動物的外殼也能反射偏振光，如一些蜘蛛、昆蟲和候鳥。候鳥也可以使用偏振光作為導航工具。然而，一些螳螂蝦不僅可以看到線偏振光，而且可以看到圓偏振光。利用這種能力，它們能夠對在它們前面傳播的偏振光的任何微小變化作出響應。螳螂蝦殼反射圓偏振光，使它們看起來像寶石，發出誘人的光來吸引潛在的配偶。不僅螳螂蝦，但事實上，大多數透明的貝殼口和腳的動物反射偏振光。

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