比起動物王國里進化出的超群的感官,人類的感官只讓我們看到世界的一角。下面就讓我們一起走進動物的感官世界,窺探那些我們遺失的美好。
蜜蜂:能看見紫外線
一只蜜蜂飛進花園,它眼中的世界卻不是你我所看到的樣子。在它眼里,花朵會在稍暗的葉子背景中顯得很突出,而且它的眼睛還能看到從花朵上反射出來的紫外線,這能讓它們更快更準確地找到花蜜。有些蜘蛛也有可能進化出一些對應的能力,它們能把“紫外線圖案”織進蜘蛛網中,讓蜜蜂以為那是一朵美麗的花朵而自投羅網。
如果蜜蜂能識別出蜘蛛布下的陷阱,它就能根據陽光中的“紫外線圖案”找到回巢的方向。所有的這些,都是通過昆蟲復眼的每個單元來完成的。
蜜蜂的顏色識別系統雖然復雜,但和人類視覺一樣,也只有3種顏色接收器——紫外線、藍色和綠色;而人類的是藍色、綠色和紅色。蜜蜂有一種特殊的紫外線接收體,而人類沒有。這意味著偽色照片(紅色被濾掉,紫外線被加入到了一種人眼所能看到的顏色中)可以最佳地模擬蜂眼所見的彩色世界。
蜜蜂除了能看見紫外線,還能察覺光線的偏振。“就好像你能從藍色中看到紅色,它們也能從一極光中看出另一極光。”密蘇里州圣路易斯大學的一名昆蟲視覺研究者比爾斯達克說。大氣中的分子會使陽光發生散射,從而在太陽周圍形成偏振的光圖案,因此即使在陰天,也能幫助蜜蜂導航定位。
盡管對我們來說,蜂眼中的世界與我們眼中的并不相同,但是對于其他一些昆蟲和鳥類來說,卻沒什么大不了,因為它們有4個、5個甚至多達6個彩色光接受體。正是因為有了這些接受體,它們能看見的顏色是人類從未見過,也無法想象的。對它們來說,人類眼中的三色世界簡直就是黑白照片。
海龜:磁場定位超強
年幼的紅海龜能通過地球磁場來調整游動的方向。這些紅海龜似乎天生就能感知地磁場,因而有方向感,能在首次沿著北太平洋的遷徙中,始終呆在溫暖的水域。在成長過程中,紅海龜能夠通過學習辨別重力差異,以及磁場方向,建立更加細致的磁場地圖。
然而,人們至今還未探明這些動物如何能感知磁場,以及磁場是如何影響動物體內的生物組織。許多研究者認為,磁場感應器官可能存在于海龜及其他能感受磁力的動物的頭部。磁力接收器可能以磁晶體為基礎,而磁晶體又受地磁場作用,能在磁場變化時,拉動可伸縮的磁力接收器或某些發狀細胞。也有人認為,動物探測磁力可能根本不需要任何特別的生物結構,而是依靠體內某些物質的一系列化學反應。人們已經在一些細菌中找到了這類礦物質。如在鮭魚和鱒魚這類能在遷徙時判斷地磁場的動物的鼻子中,也找到了這種礦物質。
如果以上所說屬實,那么一只遷徙的海龜在它開始繞北太平洋14萬千米的遠徙時,能感受到磁力嗎?北卡羅來納大學教堂山分校的Kenneth Carolina給了這樣一個比喻:想象一下在游泳的同時,你還注意著自己的一左一右兩撮頭發。向北游時,沒有一撮會動。而向南游時,你會感覺有人輕輕地拉了拉你左邊的頭發;向西游時,你感到有人猛拉你右邊的頭發。掌握穩定的路向對于保持感受磁場的能力很重要。
這是一種可能。另一種可能是,動物的眼睛里可能有一種叫作藍光接受體的感光色素。這種色素能以化學成分感測磁場,并生成視覺提示——動物就以此作為“指南針”。如果這個說法成立,那么動物眼中的磁場就可能是變化著的,就如同一束光或者一些色彩會隨著所對的不同方向變換。有一些證據顯示,這說法至少在某些動物身上是成立的。人1門已經在一些會遷徙的鳥類的視網膜中發現了藍光接受體,這種物質在鳥類利用磁場導航時十分活躍。此外,視網膜細胞中含有的某些礦物質與腦中某個區位相聯,一旦這種物質被移除,鳥類在磁場中的導航能力就會受阻。
然而,除非我們能研究出動物如何探測磁場,否則不可能進一步了解鳥類在探測磁場時的所見所感。不過我們還有些希望——近期發現,接受過人類深入研究的果蠅和斑馬魚也能感應磁場。與海龜和鴿子相比,它們的大腦更小而簡單,也更利于研究。因此,也許對這些動物的深入研究能給我們找到一些答案。
狗:跟著鼻子走
我們總會想,狗雖然有嗅覺,但其敏感程度怎么會比人類強上千倍。任職于美國哥倫比亞大學的狗認知研究員亞歷山大·霍洛維茨,著了《狗的內在》這篇文章,其中描寫了狗看到、聽到、嗅到和知道的是什么。她說:“氣味是有不同層次的,這使得狗能獲取更廠的信息。就好比人們從隔一個房間的地方欣賞一幅畫和人們近距離觀察其筆觸欣賞方式不同。”
這使得狗的經歷從根本上與我們不同。當我們出去散步時,我們所有的信息都是通過感官獲取的,而狗的眼睛只作為備用。比如,當警犬收到一條氣味的線索與地上的腳印方向完全相反時,毫無疑問,它們會追隨自己的嗅覺而忽略相矛盾的視覺線索。這種對于嗅覺的依賴,就可解釋為什么狗也會撲向它們的主人,直至1米左右的地方才停下。
對狗來說,它所嗅到的東西都有自己獨一無二的味道,甚至同一個物體的不同部位都會傳遞不同的信息。比如,每片花瓣都有不同的香氣,這讓狗了解到有不同的蟲子造訪過這片花瓣,留下了來自別的花的花粉痕跡。除了可以獲得觸摸花朵的人的氣味,狗甚至還可以猜測到他們何時來過。靈敏的嗅覺還能讓狗感受到時間的流逝。一只狗或許可以通過狗小便隨時間流逝特征的變化,氣味變得更淡來感知過去。近期一項研究表明,狗可以通過追蹤人類的氣味來察覺每個腳步氣味上細微的不同。狗還可以通過微風中飄來的狗、人或其他物體的氣味來預知未來。不幸的是,人類很難深入了解這個細致入微的世界。即使我們趴在地上嗅,我們也不可能做到像狗一樣。
我們四處嗅來嗅去時,會對氣味突然失去感覺,因為我們每天都從同樣的鼻孔中呼吸空氣。2009年的一項研究顯示,狗類聞嗅時的流動力學表明,狗的嗅覺系統遠比人類復雜。狗鼻孔的直徑小于鼻孔間距,這意味著它們能從兩個不同區域中呼吸空氣,這就使得狗能辨認氣味的來源。狗的嗅覺系統還能從鼻翼過濾不新鮮的空氣,吸入新鮮空氣。每一次空氣被吸入鼻子將激活3億個氣味接收器,而人類則只有600萬個氣味接收器。即使人類能夠收集這些信息,我們的大腦也不知如何處理。
蛇:用紅外線“看”世界
巨蟒、王蟒和頰窩毒蛇類(包括響尾蛇)眼中的世界跟我們的所差無幾,只有一個不同:它們能利用紅外線“看見”東西。這使得它們能靠體溫追蹤到1米遠左右的獵物。
蛇是利用一個相對簡單的器官做到這些的,這個器官叫作“頰窩”,在它們的鼻孔附近。頰窩在不同的蛇身體上有所不同,但大多是一個長有薄膜的小型凹陷,而薄膜上則長有熱量感應神經終端,這就好比紅外線接收器。這些凹陷長在作為觸覺、溫度和痛覺感知系統一部分的神經細胞上,而當其被從視覺系統完全分開,兩種信息最終都到達同一部位:視頂蓋。“在那兒,蛇的空間視覺地圖和紅外線地圖合二為一。”墨爾本弗洛里達工學院專門研究頰窩毒蛇溫度傳感器的神經學家MichaelGrace說。
Grace推測,這個結構使得蛇能夠同時感知紅外線,并在視覺上看到光線,或者在兩者間自由變換。比如,當蛇在黑暗的洞穴捕獵時,它能利用紅外線追捕獵物,并原路返回,而當蛇進入溫度相差無幾的沙漠地帶,它又能以普通視覺能力生活。蛇類也許能在清晨同時使用這兩種能力,因為這時候光線充足,并且溫度足夠低,能使它追捕的、體溫高于環境的溫血動物“脫穎而出”。
蝙蝠:靠回聲感知一切
以捕昆蟲為生的蝙蝠和一些食果為生的蝙蝠,靠回聲定位法得到它們尋找食物所需的大部分詳細信息。比如,它們發出有時高達120分貝的長嘯以及尖叫,這些聲音的音量甚至超過救護車警笛的音量。但蝙蝠發出的都是超聲波,人類聽力之所不能及。
這些聲音的回聲帶給蝙蝠有關周圍環境的大量信息。比如,得到回聲的時間能反應蝙蝠和某個物體的距離,而從試探另一個動物時所感受到音頻的變化,蝙蝠甚至能感知這個動物運動的方向和速度。
這種對回音系統的敏感性非比尋常。近年的一項研究顯示,蝙蝠對自己和物體距離的判斷的精確度在4~13毫米之內。對以捕食昆蟲為生的蝙蝠而言,這個精確度足夠蝙蝠用翅膀卷起昆蟲送進嘴里了。同時,這些聲調極其細微的變化,能讓蝙蝠辨別同類,就如同我們能根據說話聲辨別人一樣。但蝙蝠是否是將回聲傳達的信息視覺化,以及如此一來,它們是否有能力在捕獵時,在視覺圖像構建以及回聲定位之間來回轉換,人類現在還不得而知。