动物夜视为何会发光,人类要是长期夜间生活能夜视吗?
▍动物夜视为何会发光,人类要是长期夜间生活能夜视吗?
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其实,在自然界中,动物的活动有着自己的特点和规律,一些动物白天活跃,一些动物夜间活跃,一些夜行的动物经过长期的进化练就了特殊的本领。
夜行动物之所以能够在夜间行动,寻找食物和捕猎,这就是因为它们的眼球的结构比较特殊。它们的眼睛的底部有许多特殊的晶点,这些晶点有很强的反射光线的能力,可以把周围微弱分散的光线收拢、聚合成束,集中地反射出来。当光线透过视网膜到达眼球后部的虹膜时,被虹膜再次反射到视网膜上成像,大幅度提高了视觉能力,这就是夜行动物在夜晚也能借助微光狩猎的原因。
所以,具有很强的夜间活动能力的夜行动物的眼睛,自身是不发光的,而是眼睛的特殊结构反光造形成的。
▍动物夜视为何会发光,人类要是长期夜间生活能夜视吗?
夜视能力在动物界并不是什么特异功能,基本上大多数昼伏夜出的动物都有这个能力,而且只要是具有夜视能力的动物,一旦在晚上用灯光照射到它们的眼睛就会发光,比如我们常见的猫、狗的眼睛都可以“发光”。
但是作为食物链最顶端的人类其夜视能力就非常的弱,假如有强大的夜视能力的话,人类的生存能力必然会大幅度提升,尤其是在人类还没有如今的地位时,而且即使在当下,人的夜视能力如果强的话,也是很有利的,比如及时发现暗处的危险、地下的石头,同时也能省下一大笔的用电支出。
但是奈何,夜视能力是人的短板,除了人类,与人类关系最近的黑猩猩也是如此,这导致了它被食肉动物捕杀,基本上都是发生漆黑的夜里。
那么,问题来了:拥有夜视能力的动物眼睛为什么会“发光”?人如果长期夜间生活,能不能演化出夜视的能力呢?我们一起来聊一下这两个有意思的问题。
拥有夜视能力的动物眼睛为什么会“发光”?
在自然界中,除了少数的动物,比如萤火虫,会主动的发光外,大多数动物都不具备发光的能力,因为夜视动物的眼睛也不是真正的“发光”,而是反光。为什么这么说呢?这还要从动物的夜视能力的本质说起。
动物之所以有夜视能力,是因为它们的眼睛与我们的眼睛不同。首先,想要具备夜视能力,眼睛必须能够捕捉更多的光线,尤其是对较暗、较少的光线的捕捉能力要强。为了增加眼睛接受光线的能力,夜视动物的瞳孔是可以变大的,比如猫在漆黑的夜里,其瞳孔可以大到占眼球的90%。
当然,仅仅是瞳孔大能进更多的光线还是不够的,因为任何动物的眼睛中主要的视觉细胞分为两种:锥体细胞和杆体细胞,其中锥体细胞主要是用来分辨颜色的,杆体细胞主要是用来识别明暗的。我们人类眼睛中的锥体细胞和杆体细胞比例为1:4,而夜视动物眼睛中两种细胞的比例通常在1:20以上(比如猫就是1:25)。
更多的杆体细胞让夜视动物对暗光线的捕捉能力更强,再配合上瞳孔放大后光线更多地进入,使得它们的夜视能力要比普通动物要强的多。
除了瞳孔大、杆体细胞多外,夜视动物对光线的利用率也高于其他动物,这就与我们说的第一个问题“发光”有关了。当光线进入到眼睛后,普通动物的光线会一部分透过视网膜,这是因为不具备夜视能力的动物视网膜后面是透明的,这会使得一些光线白白的损耗掉了,当然,作为白天活动的动物,这些光线损耗是可以忽略不计的。
但是,夜间活动的动物就不同了,它们需要更高的光线利用率,所以它们的视网膜后面演化出了绒毡层,当光线透过视网膜时,会被绒毡层再次反射回去,从而增加光线的利用率。同时,在我们黑夜用光照射这些动物的眼睛时,绒毡层照样会反射光,此时就出现了“发光”的眼睛。
因此,夜视动物之所以能够在黑夜看清事物,是因为它们对光线的捕捉能力更强(杆状细胞多,瞳孔更大)、对光线的利用率更高。而夜视动物的眼睛晚上发光也不是真的在发光,而是绒毡层反射了光线导致的。
人类如果长期生活在夜间,能否演化出夜视能力?
夜视能力是昼伏夜出动物具备的能力,那么反推的话,是不是昼伏夜出就能拥有这种能力呢?我认为答案是否定的,下面我们从三个方面来说一下为什么?
第一:演化是漫长的
动物的任何一种能力都不是几十年能够形成的,都是经过了漫长的过程,比如人类的毛发退化完成就用了至少200万年的时间。而且动物的演化也是无序的,它首先要在不同的环境中出现基因突变,之后这种突变还有利于人类生存,这样才可以通过一代代的累积保留下来,并且形成一个明显的特征。
而人类的平均寿命只有80年左右,因此从人生下来后就放到黑暗的环境中,也只是给了几十年的时间,几十年的时间显然是不足以产生基因突变,并且保留下来的,这是其一。
第二:夜间生活并不是只有眼睛演化才能生存
在自然界中,有许多昼伏夜出动物的夜视能力并不强,比如蝙蝠就是典型的代表,在黑夜中,蝙蝠的眼睛可视能力几乎是可以忽略不计的,这一点与人类一样。但是,从目前已发现的化石看,蝙蝠早在距今约1亿年前就已经出现在地球上了,经过一亿年的夜间生活,蝙蝠都没有出现夜视能力,这足以说明了一切。
所以,人类也是一样的,如果长期的夜间生活,人类可以演化的方向有很多,比如像蛇那样通过红外成像、像蝙蝠那样通过回声定位系统。
除了这两个方向,人还可以用发达的嗅觉、听觉来弥补夜视能力的不足等等,这些都是在夜间生活但夜视能力不强可以出现的演化方向,而夜视能力只是其中的一个选项而已,而且还是一个非必要的选项。
第三:人类的能力
不可否认的是在如今的地球上,人类是“统治者”,也是演化最完美的动物,大脑的不断演化,让人有了如今丰富多彩的生活。同时,如果人要长期夜间生活,目前人类的辅助工具,比如灯光、夜视仪等等,这些工具会让人拥有“夜视能力”。
既然有辅助工具可以达到这种效果,演化的动力又在哪里呢?
总结
究竟是动物先具备了夜视能力才开始了夜间的生活,还是开始了夜间生活才有了夜视能力,这个问题我更倾向于前者,因为没有夜视能力在夜间捕猎,显然会饿死,所以在演化时,夜视能力只是夜间活动动物部分具备的能力。
而且演化是一个漫长的过程,夜视能力也不是夜间活动必备的能力,所以在这些前提下,我认为即使人长期夜间生活也很难具备夜视能力。
▍动物夜视为何会发光,人类要是长期夜间生活能夜视吗?
假如你晚上开车在农村道路缓慢行驶,你会发现路边时不时会出现2个小圆点绿光盯着你这边。
别害怕,这些都是农村人养的猫和狗,之所以会出现绿光是它们眼光看到你车灯反射出来的光,你关掉灯,猫和狗眼睛里的绿光也就消失了。
夜间动物眼睛遇到光会反光,人类的眼睛就不会,其主要原因是在于眼睛里的瞳孔。
夜视动物瞳孔中有一层类似镜子功效的反光层,它能将夜间微弱的光线(包括红外线)反射出去,夜间视力的动物这反光层的利用率更加的高。
像猫头鹰,它能在漆黑的夜晚以时速70公里捕捉猎物,靠的就是它那层坚硬反光的暯。
在动物世界栏目中曾经有人将夜间摄像头放入非洲草原观察狮子夜间生活,当看到影像时发现,它们的眼睛在看向镜头时都会发出亮光。
其实这种就是反光层对夜间红外摄像头的反光,所有猫科动物眼睛里都有这种反光层,加上猫科动物能轻松控制瞳孔的收缩放大,让它们在白天黑夜都能游刃有余。
反过来看看我们人类,在夜间活动的能力就差很多,我们的瞳孔里没有这层东西,但在黑暗中呆久也能够看见大概的环境,只是并不像夜视动物那般清晰。
原始人类社会中,人类的食物不稳定,人们晚上也还是会出来捕捉猎物,在夜间视力还是足够合伙捕捉的。
只是进入文明时代,人类已经不需要晚上出去捕猎,加上晚上没有动力的视力好,危险增多,也就停了这活动。
慢慢的夜晚已经不再适应了。
▍动物夜视为何会发光,人类要是长期夜间生活能夜视吗?
动物眼睛晚上会发光,主要是因为很多动物眼睛里面比人眼睛里多了一面镜子,眼睛发的光其实是这面“镜子”的反射光。
月黑风高,伸手不见五指,突然前面出现两个光亮的眼睛,着实有点吓人。
地球生物中,其实人(灵长类)的眼睛是比较特殊的存在,相对于已经是地球最高等生物的人类,人眼的进化其实还并不是完全体。
不同动物的眼睛都是根据长期生存的条件进化的,这个长期可能有点长,少则几万年,多则几亿年。
动物中,鸟类的眼睛应该是最发达的,虽然这些自由精灵们的祖先在上古时期没竞争过哺乳动物。但是他们依然有天空作为后盾,可以尽情在阳光下驰骋(除掉鸮类等特殊鸟类),从来不需要生活在黑暗里,所以多数鸟类至今保留着祖上的四色视锥细胞,比人类多一种紫色的视锥细胞,也就是说,鸟类能看到的色彩要比人类多的多。
而且为了适应飞行,眼睛长在颅腔两侧,且占颅腔面积的1/3-1/2左右(人眼占颅面积1/20左右)。鸟类不仅可以看到更多的色彩,还能看到它身前,身后,头上的视角,他们还能通过瞳孔的聚焦在快速飞行时发现非常微小的东西,有些以鱼类为食的鸟类还能剧烈改变晶状体的形状来克服水的折射。
鸟类眼睛的这些特征,都是为了适应飞行,哺乳动物也是一样,为了能够在夜间视物,眼睛的进化也有一点的特异变化。
为什么哺乳动物会有夜视能力?
上面提到了,鸟类在上古时期没有竞争过哺乳动物,但是在更久远的年代,哪有它们竞争的份。那时候的地球是恐龙的天下,从两亿多年前出现哺乳动物开始,是龙也得盘着,是虎也得趴着。直到6500万年前,恐龙灭亡,哺乳动物在这1.4亿年里,为了生存,只能生活在黑暗里。
有学者曾经有过一个观点,当类爬行动物刚进化成哺乳动物的时候,哺乳动物也是四色视觉者,但是为了躲避恐龙的捕杀,只能晚上出来觅食。长期黑暗环境下生活,使其视网膜上视杆细胞(感弱光,无色觉)增多,视锥细胞(感强光,有色觉)减少,使动物眼睛夜间更容易感光,看的更清楚。但是在黑暗条件下,对色彩的要求并不高,所以哺乳动物视锥细胞不但数量减少,也由以前的四种视锥细胞变异成两种视锥细胞。
这也是为什么大多数哺乳动物一般夜视能力比较强的前提,生活的所迫,让他们不得不做出改变。用对色彩的识别,换来了夜视的能力,这也不算亏。
为什么动物眼睛会发光?
视杆细胞增加,只是夜间视物的前提,但视物的基础是光。视杆细胞只是对弱光敏感,并不是不需要光。所以想要夜视,需要将黑暗中的光线最大化的利用。
瞳孔是眼睛接受外界光线的门户,动物在黑暗状态下,瞳孔会自然扩大,人类也是一样,光照充足时,人类瞳孔直径1.5mm左右,当人进入黑暗环境下时,瞳孔直径最大能扩大到8mm左右,目的就是为了接受更多的光线。因为视杆细胞更多,所以夜视动物的瞳孔变化更大,比如猫的瞳孔,白天的时候几乎眯成一条缝,但是在晚上的时候,它的瞳孔甚至占据眼睛90%的大小,几乎暴露在外面的整个眼睛都是瞳孔,这样接受到的相对光线就更多。
为了进一步放大吸收的光源,哺乳动物视网膜后方还有一个特殊的结构,照膜,是一种可以反射光的结构,就如一面小镜子,可以将透过视网膜的光进行反射再次照射在视网膜上进行成像,对光线进行二次利用,将光线最大化,达到更好地夜视能力。
也是因为这个小镜子(照膜),将动物眼睛接受的光源通过一个聚焦点反射回来,再通过本已经放大的瞳孔释放出来,才会让我们觉得夜视的动物眼睛会发光。
人类为什么没夜视能力?
在恐龙灭绝后,哺乳动物统治地球,有一部分动物走向了光明,比如以瓜果等为主食的灵长类(人类也属于灵长类)。为了得到更美味的瓜果食物(成熟),灵长类在漫长的衍化过程中,适应了白天的生活,对明亮光线更敏感的视锥细胞比例增多,同时变异出可以识别第三种色彩的视锥细胞。
摆脱了色盲的灵长类,也因为视杆细胞的减少,对弱光的敏感度降低了,照膜也没了,夜视能力也就变得更差了。
人类长期的夜生活会不会产生夜视能力呢?
有一定概率会,但有前提,所有人类无法再制造光源且白天无法正常生活几百万年甚至几千万年。
不排除有1/∞的概率可能有人会变异,但是想让人类整体有这种能力,不是一天两天就能完成的,人的百年寿命,相对于进化所需的时间来说,仅仅是九牛一毛。
即使有原因造成人类无法在光明的环境下生活几千万年后,也不排除进化不出夜视能力,夜间判定事物的能力不一定依靠视觉,触觉、听觉、嗅觉的特异性进化都可能令人类更适合夜间生活,比如蝙蝠这样通过回声定位系统。
当然,千万年啊,估计没有人会自信地认为人类那时候还存在或者没有发生其他变异吧。只看现在人类的发展,人类眼睛的进化方向最可能的应该是逐渐向四色视者进化,而夜间的视力会更差一些。
展望一下,女性同志肯定会是四色视者进化的先驱者,毕竟心思细腻与最颜色更敏感的女性同志,应该对色彩的追求更多,色彩对于人类来说将会越来越重要。
至于夜视能力,城市发展最大的特点有一个,夜生活越来越丰富。一般越是大的城市,灯光就越明亮,时间越久,几乎每个角落都有24小时的路灯,人们对光明的追求是与生俱来的。在未来,除了睡觉都待在光明环境中的人类,有没有可能会进化的视杆细胞越来越少,视紫红质(视杆细胞上的感光色素)越来越少呢,这个可能性,可能比夜视能力更现实一些。
▍动物夜视为何会发光,人类要是长期夜间生活能夜视吗?
生态环境平衡应该是主要因素.有昼夜区分,就有生物的昼夜先择.如果人类把所有的技能全部占尽.其它辅助人类生存的物种都灭绝了.人类还能完美的长期续存吗:生物也是相互转化的相互制约相互生存的.自然界是神奇而不可尽测的.所以每一个被廷续的物种都有它生存之特点功能的.反之则会被自然淘汰出局
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