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撰文 比鄰星
什麼,你說扇貝?
對,就是用蒜蓉粉絲蒸很好吃的那個雙殼類軟體動物。除了肉質鮮美,還是氣氛組組長。
它其實沒有在鼓掌,是在游泳
雖然大部分生物都長著兩隻眼,但扇貝是個例外,你甚至不知道它還長著眼睛吧。貝殼邊緣肌肉上整齊碼著的小圓點,就是它們直勾勾看著你的眼睛,
數量多達驚人的200只
。
扇貝的藍色圓眼睛們(圖源:bing)
不僅量多,結構還相當複雜。和人眼不同的是,扇貝
每隻眼睛的眼底都有一面小鏡子
,可以將照進眼睛的光線反射,並在視網膜上聚焦。類似的結構在貓貓狗狗身上也有。你家貓主子夜裡反光的24K鈦合金眼,也是因為視網膜的後面有一層反光膜。
只不過貓主子的反射膜是在幫助它們二次聚光,提高夜視能力。而
扇貝的反光膜是成像的必要結構。
扇貝的眼睛長這樣:
每一顆藍色的“小珍珠”就是一隻眼睛
(圖源:wiki)
有研究人員專門用電子顯微鏡觀察了扇貝的眼睛,看到了下圖這樣的畫面。按照光線攝入的順序,分別是
瞳孔、晶狀體、遠端視網膜、近端視網膜和反射膜
。
晶狀體(藍色)、遠端視網膜(黃色)、近端視網膜(橙色)、反射膜(綠色)
?Benjamin A。 Palmer
圖中描著綠色邊的就是反射膜,只有薄薄一層。現在我們把紅框區域繼續放大。
?Benjamin A。 Palmer
你會看到整齊排列的瓦片,
它們的化學本質是鳥嘌呤晶體
。就是你想的那個,
DNA鹼基的一種
。鳥嘌呤晶體會反光,魚鱗能發出閃亮的光也是因為有它。這裡的每個瓦片都像一面小鏡子,它們整齊排布,共同形成一個凹陷表面。
就這樣,進入眼睛的光線依次穿過了瞳孔、晶狀體、遠端視網膜、近端視網膜,直至到達最深層的凹面鏡。注意,光線
第一次經過視網膜時並不會聚焦成像,它們被凹面鏡反射後
,才最終聚焦在了視網膜上。
紅色是入射光線,黃色是反射光線
?Benjamin A。 Palmer
這樣利用反射光路來聚焦的原理和望遠鏡極為相似。圖示的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡是哈勃望遠鏡的繼任者,
主鏡上整齊排列的六邊形鏡片可以反射來自宇宙的紅外線。
結構與扇貝眼睛裡的小鏡子異曲同工。
測試中的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡,它將於2021年10月31日發射升空(圖源:NASA)
這麼算下來,一隻扇貝身上就裝了200臺“望遠鏡”。那這200隻眼睛看到的畫面是一樣的嗎?
研究人員發現,這些眼睛加起來覆蓋的視野範圍有250°,但是每隻眼睛呈現出畫面的焦點位置存在細微差異。但不可否認的是,它們的
畫面有很大部分的重疊
。假如真是200多個差不多的畫面同時展現在眼前,別說扇貝,人都會暈吧。所以,扇貝會將這些畫面進行再加工。
所有眼睛
視網膜的訊號都會投射到位於側方的髒神經節(PVG)
中,PVG屬於高階中樞神經,是扇貝的“腦子”之一。它會
統一整合這些畫面資訊,輸出為一個具有景深的畫面
,這才是扇貝最終看到的環境景象。
讓我看看,是哪隻小眼睛沒有看我?
(圖源:flicker)
這就是扇貝,用堅硬的殼和警戒四周的眼保護著自己柔弱的心。
除了望遠鏡同款結構,扇貝的眼睛還有很多巧妙的小機關。比如它們的
瞳孔會隨著光線而放大或縮小
,以控制進入眼睛的光線強弱;眼睛內的
感光蛋白數是人眼的3倍
,說明它們對光更敏感;
角膜的曲率會自動調整
,這意味著它們有自動變焦功能。
還有,
雙層視網膜結構
也引起了科學家的興趣。上層的遠端視網膜能感受到周圍的陰影,並且觸發逃跑行為。這是在幫助它們躲避危險。至於下層的近端視網膜,功能尚不明確,不過反射鏡面光路的分析提示,它可能在輔助扇貝暗中觀察。
當然,扇貝的眼睛並不是唯一奇異的海洋小可愛。烏賊的瞳孔呈“W”型,好像西部世界的來客,很科幻。
烏賊寶寶:睜開眼都是愛你的形狀
(圖源:flicker)
皮皮蝦屬於螳螂蝦的一種,
它們的眼睛能感受到16種顏色
——而人類的眼睛只能看到紅、綠、藍三種,其他顏色都靠混合。所以在皮皮蝦的眼中,世界格外炫彩,那種明媚是我等人類無法想象的。
海底世界,妙不可言。
所以,你還敢在“眾目睽睽”下吃扇貝嗎?
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無標註圖片來源網路。參考資料:1。Benjamin A。 Palmer, Gavin J。 Taylor, et。 al The image-forming mirror in the eye of the scallop Science 01 Dec 2017:Vol。 358, Issue 6367, pp。 1172-1175DOI: 10。1126/science。aam9506 2。https://www。smithsonianmag。com/science-nature/what-scallops-many-eyes-can-teach-us-about-evolution-vision-180972099/3。https://www。youtube。com/watch?v=bbNfV2zoodU