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猫眼睛变成竖瞳代表什么(猫咪竖瞳是什么表现)

猫为什么长着竖缝似的瞳孔?小孔成像、衍射图案、透镜球差,都曾被用来解释这种现象,在这一期《新知问答》里,我们将会了解其中最直接的原因。

猫的瞳孔会变化,早晨和傍晚是杏仁,中午是细线,晚上圆圆的像满月,这是因为脊椎动物的瞳孔是虹膜在眼球正前方的开孔,是光线进入眼球的入口。为了更加清晰的成像,瞳孔周围附着了两种肌肉,一种是瞳孔括约肌,收缩时令瞳孔缩小,降低通光量,避免强光下的过度曝光,也保护视网膜不被灼伤;另一种是瞳孔放大肌,它收缩时令瞳孔扩大,增加通光量,让眼睛在黑暗处也能看清物体。

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人类瞳孔从明亮处转移到黑暗处,通光量可放大到15倍;而猫的瞳孔从收紧的狭缝到饱满的圆形,通光量可以变化135倍之多,这显然是在适应光强变化剧烈的环境,但这是在解释瞳孔面积的变化问题,并没有回答形状的问题。

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人类瞳孔的形状在整个脊椎动物亚门相当主流,但由于具体的环境和习性,某些动物长着很独特的瞳孔。比如许多大型食草动物进化出了横向的瞳孔,这可以获得开阔的视野,警惕潜在的威胁;在这个基础上,一些骆驼科的物种还长出了有竖百褶的瞳孔,可以屏蔽一部分侧面来的光线,在暴晒下保护视力。

对于伪装起来伏击猎物的动物来说,圆溜溜的大眼睛似乎是唯一一处破绽,它们的虹膜边缘会长出一块上皮,把瞳孔的轮廓遮蔽起来。

鳉形目的四眼鱼更特别,它们在水面附近生活,角膜中央有一道色素,虹膜中央有一对横瓣,构造出了上下两对功能独立的瞳孔,一对观察水面上,一对观察水面下,非常警觉。

回到猫身上,它们的作息很不规律,随时可能埋伏在地面上耐心地观察动静,这种竖直的瞳孔在光学上就派上了用场——可以缩小水平方向的弥散斑,使猎物的运动更明显。

猫眼睛变成竖瞳代表什么(猫咪竖瞳是什么表现)

近视患者的情况有助于我们理解这种效应:当他们看不清远处是什么的时候,总会不由自主地把眼睛眯成一条缝,有些人以为这是在利用小孔成像,其实完全不然。

理想情况下,点光源经过眼睛的折射,应该重新在视网膜上聚焦成点,这意味着物体上的光不会互相叠加,能够清晰成像。但实际上眼睛聚焦不会这么完美,总有一些点光源经过折射后会在视网膜上形成一个扩散的斑,称为“弥散斑”,这意味着物体发出的光互相叠加,成像模糊。

当我们眯起眼睛,弥散斑就会跟着改变形状,从圆形变成椭圆形,减小了面积,仿佛聚焦更清楚了。我们总觉得白天看东西更清楚,除了光照更充足,瞳孔更小也是一个重要的原因。

而猫的眼睛长出竖直的瞳孔,就可以尽可能地帮助它们缩小弥散斑的水平直径,让小动物在水平方向上的窜动更加显著。与之类似的,壁虎和蛇也是小体型的伏击者,它们也有猫一样的竖直瞳孔,尤其是前者,狭缝缩紧时能将通光量降低到350分之一。

相比之下,猫科动物的大型掠食者就不需要这种结构,它们的猎物本来就非常巨大,所以狮子老虎的瞳孔虽然也能在烈日下缩得很小,但也只是圆形的基础款,和人类一样。

最后,猫的视觉非常差劲,相比人类,它们同时是近视、远视和色盲,所以总是在空气里乱看,可能自己都不知道自己在看什么。

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