你知道扇贝有多少只眼睛吗

2021-11-08 08:21比邻星
发明与创新·中学生 2021年5期
关键词:鸟嘌呤扇贝瞳孔

比邻星

扇贝可以用来做各种美食,但你知道它有200多只眼睛吗? 这么多只眼睛长在哪里呢?

眼底有“小镜子”

扇贝的贝壳边缘肌肉上整齐码着的小圆点就是它们直勾勾看着你的眼睛,数量达200多只。

扇贝的眼睛不仅数量多,其结构还相当复杂。和人眼不同的是,扇贝每只眼睛的眼底都有一面“小镜子”——反射膜,可以将照进眼睛的光线反射,并在视网膜上聚焦。类似的结构在猫和狗身上也有(比如,猫的眼睛在晚上会发光,也是因为视网膜的后面有一层反射膜),只不过猫的反射膜是在帮助它们二次聚焦,提高夜视能力,而扇贝的反光膜是成像的必要结构。

200多台“望远镜”

有研究人员专门用电子显微镜观察了扇贝眼睛的结构,按照光线摄入的顺序,分别是瞳孔、晶状体、远端视网膜、近端视网膜和反射膜。

在扇贝的眼睛里,你会看到整齐排列的瓦片,它们的化学本质是鸟嘌呤晶体,即DNA碱基的一种。鸟嘌呤晶体会反光,鱼鳞能发出闪亮的光也是因为有它。这里的每块瓦片都像一面小镜子,它们整齐排布,共同形成一个凹陷表面。

就这样,进入扇贝眼睛的光线穿过瞳孔,直至到达最深层的凹面镜。光线第一次经过视网膜时并不会聚焦成像,它们被凹面镜反射后才最终聚焦在了视网膜上。

这种利用反射光路聚焦的原理与望远镜极为相似。詹姆斯·韦伯空间望远镜是哈勃望远镜的继任者,主镜上整齐排列的六边形镜片可以反射来自宇宙的红外线,其结构与扇贝眼睛里的“小镜子”异曲同工。

这么算下来,一只扇贝身上就装了200多台“望远镜”。那么,这200多台“望远镜”看到的画面是一样的吗?

视野范围约有250°

研究人员发现,扇贝所有眼睛加起来的视野范围约有250°,但每只眼睛呈现出画面的焦点位置存在细微差异。不可否认的是,它们的画面有很大部分的重叠。

假如真是200多个差不多的画面同时展现在眼前,别说扇贝,人都会晕。所以,扇贝会将这些画面进行加工。

所有眼睛视网膜的信号都会投射到位于侧方的脏神经节(PVG)中,PVG属于高级中枢神经,是扇贝的“大脑”之一。它会统一整合这些画面信息,输出一个具有景深的画面,这才是扇贝最终看到的环境景象。

自动变焦

除了与望远镜同款的结构,扇贝的眼睛还有很多巧妙的機关。比如它们的瞳孔会随着光线变化而放大或缩小,以控制进入眼睛的光线强弱;眼睛内的感光蛋白数是人眼的3倍,说明它们对光更敏感;角膜的曲率会自动调整,意味着它们有自动变焦功能。

扇贝眼睛中的双层视网膜结构也引起了科学家的兴趣。其上层的远端视网膜能感受到周围的阴影,并且触发逃跑行为,这是在帮助它们躲避危险。至于下层的近端视网膜,其功能尚不明确,不过反射镜面光路的分析提示,它可能在辅助扇贝进行暗中观察。

当然,扇贝的眼睛并不是海洋世界中唯一奇异的,其他的还有乌贼的瞳孔呈W形,皮皮虾的眼睛能感受到16种颜色等。

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