解開眼睛變色之謎

2021-03-04 宇宙解碼

    —到聖誕節,人們會馬上想到聖誕老人和拉雪橇的那頭馴鹿。不過這頭馴鹿的眼睛平常看到的是金色的,可在聖誕夜卻變成了深藍色!這是聖誕節時馴鹿的特別裝束麼?不是,科學家發現,在北極的夏季,馴鹿眼睛呈金色,而冬季時它的眼睛就呈深藍色了。

    馴鹿眼睛為什麼會變色呢?人類眼睛的顏色取決於瞳孔上的虹膜,而貓的眼睛顏色取決於視網膜上積累的色素,那麼馴鹿眼睛的顏色是否也取決於虹膜或者視網膜呢?如果是,那麼是否因為虹膜或視網膜上發生了什麼變化,從而導致馴鹿眼睛變色呢?


    照膜的變化

    為了弄清這些問題,英國的研究人員分別收集夏至和冬至的馴鹿眼球並進行解剖。他們發現,馴鹿眼睛的顏色變化與虹膜和視網膜均無關聯,而關乎照膜一一哺乳動物眼球內特有的結構,位於視網膜之後,由透明的膠原纖維構成。科學家發現,夏冬兩季間,位於馴鹿眼球視網膜之後的照膜結構發生了很大改變一一相比夏季,當冬季來臨時,眼球中構成照膜的膠原纖維凝聚度更高,科學家認為正是構成照膜的膠原纖維凝聚度的高低導致了夏冬兩季馴鹿眼球顏色不同。那麼照膜到底有什麼用呢?

    哺乳動物照膜區域的視網膜上沒有色素,能完全吸收光線。當光線透過角膜和晶狀體落到視網膜上並被完全吸收,有一部分光能到達內血管膜,這部分光線被構成照膜的透明膠原纖維反射而重新穿透視網膜,最後形成一道細小的光束向外發射,使動物在夜裡也能看清東西。例如,我們常被黑夜裡小貓出現的「夜光眼」嚇一跳,這是因為黑暗中小貓雙眼為了吸收光線而把瞳孔張大,被眼底吸收的部分光線經照膜反射而出,使它們能看清周圍。

  對生存環境的適應

    再回到馴鹿身上。科學家分析認為,是北極夏冬兩季不同的日照情況導致了馴鹿眼球中照膜結構發生變化。夏季出現極晝,馴鹿眼球中金色的照膜能夠反射紫外線,防止眼球被日光灼傷;而冬季由漫長黑夜唱主角,馴鹿在黑暗的環境中要看清眼前景觀,眼球需要允許更多光線進入,於是瞳孔儘量張大,導致眼球內流體壓力增大,從而將視網膜後照膜的膠原纖維緊緊壓在一起,照膜顏色由反射紫外線的金色變為吸收紫外線的深藍色。此外,研究還發現,當馴鹿眼球中照膜呈現深藍色時,相比金色照膜,其能反射的光線少了約50%,但照膜對光線的敏感程度增強了1000多倍,這有助於馴鹿發現和躲避潛伏在黑暗中的捕食者。

    所以,就好像馴鹿在夏季體態輕盈、體毛呈棕色,而冬季皮下脂肪增厚、體毛呈白色以利於保暖和躲避敵害一樣,馴鹿眼睛的顏色在不同季節發生變化,是它適應生活環境的具體表現。馴鹿是迄今唯一照膜顏色會改變的哺乳動物,有趣的是,研究人員還發現,藍色並不是冬季馴鹿眼睛的唯一顏色一一居住在北極地區大學校園裡的馴鹿,在冬季它們的眼睛變成綠色。科學家認為,可能因為相比生活於野外、眼睛變成藍色的同類,這部分馴鹿受人工照明影響更多。


    人類「紅眼」的秘密

    本文談及馴鹿眼睛顏色根據光線不同而發生改變,也許有的讀者會馬上聯想到我們常見的另一個現象一一使用閃光相機拍攝時,照片裡的人有時呈現出一雙「紅眼」。這就是說,倘若攝像師的眼睛能像相機鏡頭一樣捕捉拍攝瞬間的畫面,他也能看到鏡頭前的人眼瞬時由黑變為紅亮。那麼「紅眼」是如何產生的呢?摁下快門的瞬間,人眼到底發生了什麼?

    科學家的答案是,紅光確實從人眼射出,這是人眼為了適應外界光線條件而進行調節所致。由於在閃光燈閃爍的瞬問,人眼還來不及適應光照,瞳孔仍處於放大狀態,當閃光燈的閃光透過瞳孔照在眼底時,密密麻麻的微細血管在燈光下顯現出鮮豔的紅色並反射回來,最終體現為照片中發光的紅色瞳孔。

    當然照相「紅眼」不受人歡迎,為了消除這種現象,一般數位相機通過閃光燈的預閃,促使人眼瞳孔出現某種程度的收縮,從而減少反射回相機鏡頭的紅光,但這種方法不能完全消除或避免「紅眼」。如今比較有效的方法是讓閃光燈照向天花板,再折射於鏡頭前的人身上,或是使用外部的閃光燈,使人眼適應光線,拍攝瞬間瞳孔不再放大,繼而避免「紅眼』,的出現。

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