動物的眼睛為什么與眾不“瞳”？

歐陽晨煜

瞳孔是動物或人眼睛內虹膜中心的小圓孔，是光線進入眼睛的通道。虹膜上平滑肌的伸縮可以使瞳孔的口徑縮小或放大，從而控制進入眼內的光量。進入眼睛的光線聚集在視網膜上，讓我們有了視覺，可以看到繽紛的世界。

自然界中有3種常見的瞳孔形狀——豎直瞳孔、橫向瞳孔和圓形瞳孔，但是也有許多例外，比如W形瞳孔，新月形瞳孔等。

加州大學伯克利分校的科學家們領導的一項研究表明，根據動物的瞳孔形狀可以預測動物是“獵人”還是“獵物”。他們對214種陸生動物的瞳孔進行了比較分析，最后得出的結論是，動物的生態位影響著它們的瞳孔形狀。也就是說，瞳孔的形狀可以有力地說明動物在其生態系統中扮演的角色。

精準測距的豎瞳

你有沒有觀察過貓的眼睛，白天陽光充足時它們的瞳孔會收縮成一條豎直的細縫，而到了夜間它們的瞳孔則會擴大成亮晶晶的圓形。貓的瞳孔具有極強的放大收縮能力，最大時可放大135倍，而人類的瞳孔只能縮放15倍。

貓的瞳孔形狀屬于豎瞳，和貓一樣擁有豎直瞳孔的還有狐貍等小型食肉動物，科學家們研究發現，長著豎瞳的一般都是夜間或晝夜活動且采取伏擊捕獵方式的動物。伏擊是指它們通常需要埋伏在草叢、水底等較為隱蔽的地方，盯緊獵物，伺機而動，而前提是它們必須精準測量自己與獵物的距離，才能保證一擊即中。豎瞳在這時就發揮了巨大的作用，它既可以為獵手們在豎直方向上提供更好的視野，同時也可以通過模糊現象來幫助它們估計物體在橫向上與自己的距離。并且，由于豎瞳在放大與縮小時的面積變化幅度極大，可以幫助晝夜活動的動物們更好地調節光線，白天它們的瞳孔會減少吸收光線，收縮成一條細縫來保護眼睛；晚上則會吸收光線擴大成圓形方便捕獵。

古人早就發現了貓咪的瞳孔被光線影響產生變化的現象，他們甚至利用這個特點來看時間，進而發明了“貓鐘”。例如在蘇東坡的《物類相感志》中有一首《貓兒眼知時歌》，這樣描寫了貓眼鐘的用法：“子午線卯酉圓，寅申已亥銀杏樣，辰戌丑未側如錢”。而且，通過看豎瞳推測時間的方法在很多國家都有詳細的記載。

同時，我們還可以發現，豎瞳動物們的眼睛通常都長在頭部前端，兩只眼睛可以共同聚焦目標，擁有立體的雙眼視覺，這可以有效地減少視覺盲區，輔助捕獵。

眼觀六路的橫瞳

你知道嗎，和貓咪狹長的豎直瞳孔相反，山羊的瞳孔是矩形的，被稱為橫向瞳孔。研究發現，擁有橫瞳的動物們通常是食草動物，比如馬、鹿、羊等，在自然界里這些動物一般都是被獵食者，這使得它們經常處于危險之中。這時，橫瞳就可以幫助它們更快地追蹤到周圍的信息，并在逃跑時隨時確定來自不同方向的捕獵者的位置。

擁有橫瞳就好像擁有了廣角鏡頭，可以最大限度地拓寬水平視野，同時讓前方和后方地面的成像更加清晰。人的視野范圍一般在160～210度之間，而山羊的視野范圍則在320～340度之間，也就是說，人類在奔跑中可能需要不斷地扭頭，用余光來確定追蹤者的位置，而山羊幾乎不用轉頭就可以看到周圍的一切。

那么，當處于低頭吃草的時候，它們又是如何躲避危險的呢？科學家們發現，山羊的眼睛長在頭部兩側，具有非常寬闊的單眼視野，可以幫助它們減少視覺盲區，同時，就算低頭，它們的眼睛也不斷地在眼窩里轉動，使橫瞳始終與地面保持平行，可以說真正做到了“眼觀六路”。

面面俱到的圓瞳

雖然貓咪擁有獨特的豎瞳，但同屬貓科的許多大型動物們卻擁有著和人類一樣的圓瞳，比如獅子、老虎、獵豹等。科學家們發現，擁有圓瞳的動物一般都是白天活動且經常采取主動捕食策略的食肉動物。

事實上，圓瞳既不像橫瞳那樣可以提供寬廣的視野，也沒有豎瞳那樣強大的測距功能，但是為什么如此多的大型動物都擁有圓瞳，這可能和體型與捕獵方式有關。

擁有圓瞳的大型動物們通常會采取奔跑追逐或者團隊合作等方式在白天進行狩獵，很少采用夜間伏擊的捕獵方式，因此不需要依靠非常精準的視力來測距；且它們體型龐大，一般不會像橫瞳動物那樣遭到主動的攻擊。圓瞳動物們通常會采用技巧、智力或工具（比如人）來捕獵，并不需要過多依靠視力。

總的來說，圓瞳是一種綜合性較強的瞳孔形狀。它不同于豎瞳和橫瞳有著各自突出的特點，它最大的優勢就是適應度廣。圓瞳并不極端聚焦場景中的一些元素，而是會觀察一個相對細節更大的畫面，并練就一種普遍的觀察技能，不僅可以用來捕獵，也可以用來識別面孔等。

垂直珠狀瞳孔

除了三種最基本的瞳孔形狀，自然界中還存在一些奇特的瞳孔。比如爬行動物壁虎就擁有垂直的珠狀瞳孔，當它們在夜間活動時遇上明亮的光線，瞳孔會收縮成布滿針孔的垂直狹縫，每個針孔就會將一個單獨的清晰圖像投射到壁虎的視網膜上，這使得壁虎擁有非常高超的夜視能力，比人類的夜視能力高出350倍，可以在晚上輕松看到人類無法看到的東西！

新月形瞳孔

海豚、比目魚、鯰魚等一些海洋生物擁有著類似彎彎的新月一般的瞳孔，這種瞳孔形狀比其他形狀能更有效地排除光線，通過減少水對光線失真的影響來提供增強的視力。同時，它還可以像橫瞳一樣提供寬廣的視野。研究還表明，新月形瞳孔可以幫助提高對比度。

W形瞳孔

墨魚是動物界眼睛進化程度最高的動物，他們的瞳孔呈古怪的“W”形。在低光環境下，瞳孔形狀會變得圓潤一些，到了強光下又會恢復到其特有的“W”形。雖然墨魚由于視網膜中只含有一種感光細胞，無法分辨不同的色彩，但是這樣的瞳孔可以幫助它們在水下感受到不同角度和不同程度的光線，這樣一來，即使在昏暗的光線下也能看到物體鮮明的色差對比。

現在，我們可以解答最初的那個問題，為什么動物的眼睛如此與眾不“瞳”？這是因為瞳孔形狀是個體對環境適應的結果，不同的瞳孔有不同的特點，針對不同動物的習性和生活環境，經過自然選擇，這些獨特的瞳孔形狀就被保留了下來。