神奇吧!鳥眼看的世界,是3D的!

人類眼中的世界是如此的色彩豐富七彩斑斕！令人難以置信的是，若要和鳥類相比起來，人類簡直可以算得上色盲。

不同的眼睛

不同的世界

據科學研究顯示：人眼對色彩的感知是通過三種類型的顏色受體，即視錐細胞，分別對應著三種不同的顏色，即：紅、藍、綠。我們的眼睛對這三種光的頻率很敏感，而鳥類卻擁有第四種受體，這第四種錐形細胞是對紫外線敏感的細胞，這讓鳥類的辨色範圍從可見光直接擴展到了人類不可見的紫外光。

為了了解在鳥類的紫光和紫外光線視錐中，周圍的物體究竟是什麼模樣，研究人員利用一臺多光譜相機和專業的過濾器拍攝了瑞典和澳大利亞茂密的森林中一些鳥類的棲息地，藉此來模擬鳥眼中的世界。

左圖是人眼看到的樹葉，右圖是模擬鳥眼中的樹葉

可以看出，模擬鳥眼中的樹叢樹葉上下表面之間有極高的對比度，這種對比度使得每一片葉子的位置和方向都能以非常清晰的3D立體圖像形式呈現在所見者眼中。

與鳥眼相比，人眼中的樹叢樹葉基本上是一堆亂七八糟的綠色。當然，這只是在多光譜圖像中看到的對鳥類視覺的模擬，我們不可能對鳥類的四種視錐進行完全真實的描述。可鳥類眼中的世界比人類更立體，更加的繽紛多彩是毋庸置疑的。

模擬鳥眼中絢麗多彩的世界

不同的世界

不同的視覺細胞

各類動物眼中的世界是如此不同，原因在於各種動物視網膜中的視覺細胞是不同的。那麼，對顏色敏感的錐形細胞究竟是什麼細胞呢？

人：三種視錐細胞 鳥：四種色錐細胞

正常人的視覺系統中存在對顏色十分敏感的錐形細胞，分別是視杆細胞和視錐細胞。視杆細胞主要作用的場景是夜晚或環境昏暗的地方，這種細胞對暗光十分敏感，但是分辨能力極差，因此只能夠在昏暗的環境中大致對物體的輪廓進行感知。譬如，貓、狗的視杆細胞就比較發達，尤其是貓，能在暗夜中看到人類看不見的東西。而鳥類的視錐細胞就比包括人類在內的其他動物發達得多，人類的視錐細胞有三類，鳥類卻擁有第四類。紫外線對人類來說是不可見光，對鳥類來說卻是可見光，因為紫外線參與到鳥類的色覺當中，世界在鳥的眼中就更加立體且多彩。

生存的需求

決定鳥兒的色覺系統

森林是鳥的家園，不同的生存需求，決定視覺細胞的差別。擁有紫外光譜的視覺有助於鳥兒在樹葉間靈活地飛行跳躍，試想，在枝葉茂密的林間，若鳥類的色覺與人一般無二，大概率地會被密密匝匝的枝葉撞得暈頭轉向，更不用說能覓到隱藏在樹葉下的昆蟲了。高辨色度的色覺可以幫助鳥兒快速準確地定位昆蟲果實的位置，提高覓食效率。

另外，鳥是世界上最愛美的動物，鳥兒們，尤其是雄性鳥色彩斑斕的羽毛之華美，陸上沒有哪種動物能比得上。這些流光溢彩的羽毛是吸引雌鳥的招牌，若鳥兒沒有一雙能欣賞色彩美的特別眼睛，別說像貓狗，就算如人一般只擁有尋常色覺，雄鳥那身華麗的羽毛豈不白長了？因此，超乎尋常的色覺也是鳥兒們配對成雙繁衍後代的需求。

鳥眼的特異色覺

在仿生學方面的啟示

生存環境、生存需求的差異，無論人還是鳥類，抑或是貓狗，在色覺方面都是有局限性的。貓與狗的眼中雖然沒有色彩繽紛的世界，但他們對移動的物體卻有著異乎尋常的敏銳視覺，貓與狗，尤其是貓的夜視能力是人類無法比擬的，鳥類更是難望其項背。萬物造化是公平的，給了你這項，就會弱化另一項。鳥類擁有四種視錐細胞，視錐細胞豐富就會擠佔視杆細胞的位置，而視杆細胞決定動物對暗光的分辨能力，因此，鳥類基本上都是夜盲眼，天一黃昏，鳥兒們就急急忙忙歸巢了。

彩色掃描電子顯微鏡下的視錐細胞(上)和視杆細胞

人類的視杆細胞比不上貓狗，視錐細胞比不上鳥類，人類在色覺上基本上處於「比上不足比下有餘」的狀態，色覺比貓狗強，夜視能力比鳥兒好。但人類畢竟是萬物之靈長，人類發達的智力是地球上任何生物都無可比擬的。仿生學就是人類借鑑其他動物之長，彌補自身不足，應用於科技的一門學科。雖然我們看不見鳥兒們能看見的額外顏色，但我們可以將鳥類的超彩色視覺能力應用在技術產業上，在紫外光線下增強的3D效果可以在無人機或自動駕駛汽車上進行可視化運用，幫助它們適應複雜的森林環境而不會被枝葉纏住。鳥類特異的視覺色覺能力正在並將更深入廣泛地應用到新科技當中。

小知識

色弱與色盲

1875年，在瑞典拉格倫曾發生過一起慘重的火車相撞事故，事故發生的原因是，司機是位色盲患者，看錯了信號。從那以後，辨色力檢查就成為體檢中必不可少的項目了。

每年高考體檢或者考駕照體檢，檢查人員拿出數頁花花綠綠的色覺測試卡，測驗你的色覺是否正常，有沒有患有色盲或色弱。若患有色覺障礙，高考有些專業是不能報考的，如色弱患者，就不能報考化學化工、製藥、藥學、生物科學、公安技術等類專業；色盲患者，美術首先就不能學了，攝影、動漫等與色覺相關的專業也是不能報考的。紅綠色盲患者不能考駕照，原因大家明白，駕駛者若不能辨別紅綠燈，如何能做到安全駕駛呢！

那麼，人的色覺障礙是什麼原因造成的呢？

我們知道，正常人視網膜中的視錐細胞有紅、藍、綠三類，這三類細胞若有缺失或受損，就會造成色盲或色弱。色盲與色弱，區別在於色覺障礙的輕重程度，通常，色盲是不能辨別某些顏色或全部顏色，色弱則是指辨別顏色的能力降低。色盲（弱）分先天性和後天性兩大類，先天性色覺障礙最多見紅綠色盲，而這種色盲是遺傳疾病，是通過性連鎖隱性遺傳。如果外公表現出紅綠色盲，那麼這將傳給女兒，但女兒不表現為色盲，卻把帶有遺傳因子的基因傳給女兒的兒子即外孫表現為色盲。只有攜帶色覺障礙基因的母親和患有色盲的父親生出的女兒才會表現出色盲。因此人群中男性表現出色盲的發生率高於女性，為女性的5倍。簡而言之，色盲的遺傳規律是交叉隔代遺傳，也就是外公遺傳給外孫。

文丨掌上蘭州·蘭州晨報記者 陳芊

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