@ 2016.07.06 , 20:03

伪装大师头足类动物真的只能看见黑白?

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尽管头足类动物的视网膜上只有一层视觉色素,但是它们可以轻易跟周围环境融为一体,同时欺骗敌人和猎物。这让科学家们百思不得其解。哈佛大学物理学与天文学教授Christopher Stubbs觉得他可能找到了答案。他的研究说明头足类动物可能会探测到颜色,用的是一种类似数码相机反复抖动(dither)产生清晰图像的方法。

Stubbs开始这项研究是受到了儿子的鞭策。他的儿子Alexander是伯克利的研究生,也是这篇研究的合著者。“他跑过来说他想到了一个主意,我们越聊,越觉得这个靠谱,”他说。一开始,他们觉得头足类可能会通过调整焦点位置以探测不同波长的光来感知颜色。这些波长可以相互混合,形成彩色的环境图像。

“对我而言,最有说服力的一点就是…这些动物的瞳孔是一种离轴U形,这实际上牺牲了图像锐度,来让色彩信号最大化。这么看来它们瞳孔的形状似乎经历着选择性进化的压力,”Stubbs说。

换句话说,章鱼,鱿鱼或者乌贼都可能在利用这一叫做色差(chromatic aberration)的物理现象。它又叫做彩色边纹(color fringing)或者紫边(purple fringing),当镜头无法将所有颜色的波长放在同一焦面或者当颜色波长聚焦在焦面的不同位置时,这种常见的光学图像会发生。不同的颜色波长以不同的速度穿过镜头,导致图像模糊或者有着色边(红色,绿色,蓝色,黄色,紫色,品红等。)

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色差现象是相机生产商多年来的噩梦。虽然各家公司投入大量人力物力想要造出让所有波长聚焦在同一焦点的完美镜头,但是头足类动物已经进化出可以随心所欲利用它的能力了。

为了理解这种动物是如何利用色差的,Chris Stubbs制作了一个头足类眼睛的电脑模型,类似他之前用作天文研究的计算。这些计算揭示它们的眼睛是可以看见颜色的——用一种之前从未遇到过的优雅机制。

“人们已经就这种动物眼睛晶体的光学属性做过大量生理研究,”他解释说。“我们写了一些电脑程序,可以测试图样,让视网膜反复移动,并且把这些叠加在图像上,测量对比。”

“这跟人类和其他动物的多颜色视觉色素是完全不同的结构。章鱼,鱿鱼和乌贼的高敏锐‘镜头式’眼睛代表了一种不同于脊椎动物的完全独立的眼睛进化方式,从某些意义上说,我们不应该指望它们有着跟我们一样的色觉。这些生物拥有自己的一套色觉机制,跟我们之前想象的大相径庭,”Alexander Stubbs补充道。

本文译自 zmescience,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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