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蝙蝠不是睁眼瞎,它能看到人眼看不到的东西

创作时间:
作者:
@小白创作中心

蝙蝠不是睁眼瞎,它能看到人眼看不到的东西

引用
腾讯
1.
https://new.qq.com/rain/a/20240930A05AAR00

蝙蝠不是夜间的盲行者,它们的眼睛拥有独特的视觉能力,能够看到人类无法察觉的紫外线世界。

蝙蝠不是瞎子,在某些方面,它的视力比人类的还厉害些。
首先得说明的是,蝙蝠不是夜魔侠,夜魔侠是纯粹的瞎子。夜魔侠只能靠双耳能够接收不同的振波去判断某物的位置,然后估计它的移动轨迹[1]。

蝙蝠可比夜魔侠强多了(至少在感官方面),是有眼睛的,有视力的。
1988年,Pettigrew及其同事通过分析蝙蝠视网膜中神经节细胞的密度,推测了不同蝙蝠种类的潜在视觉敏锐度(Visual Acuity)[2]。
什么是视觉敏锐度?
视觉敏锐度是指眼睛能够分辨细小细节的能力,通常以视觉系统能够分辨的最小分离角(minimal separable angle)或每度周期数(cycles per degree, cpd)来表示,即在视网膜上能分辨出条纹或图案的最小角度或周期。
简单来说,视觉敏锐度越高,眼睛就能在更小的距离内分辨出更细微的细节。
研究显示,某些蝙蝠,如澳大利亚食肉蝙蝠,具有每度2个周期的视觉敏锐度,而小型食虫蝙蝠的视觉敏锐度较低,仅为0.35个周期/度。
而人类在视觉敏锐度这块,完胜蝙蝠,人类的视觉敏锐度通常在 45 到 60 个周期/度之间,这意味着我们能够在明亮的条件下清晰地看见细节。
在过去的解剖研究里,科学家认为所有的蝙蝠只有杆状光感受器,但完全没有视锥细胞[3]。
视锥光感受器是一种视网膜中的光感受细胞,负责在明亮的环境下进行颜色视觉和细节分辨。它们与负责低光下视觉的杆状光感受器不同,视锥细胞专门用于日光和色觉,依赖不同的光敏蛋白(如L视蛋白和S视蛋白)感知不同波长的光。
如果只有杆状光感受器,看到的东西是什么样的?
世界会看起来像一个低对比度的灰度图,没有色彩,类似于黑白照片。杆状光感受器对光线非常敏感,尤其适合在昏暗或黑暗环境中工作,因此,这样的视野在夜晚会更加清晰,但缺乏细节分辨能力。因为杆状光感受器无法区分颜色,视物时色彩消失,所有东西都呈现为不同明暗程度的灰色。这种视野也会在强光下变得模糊,因为杆状光感受器在强光下无法有效工作。
到这里来看,蝙蝠的小眼睛已然发挥了作用,只是作用比较有限。
但,现在的研究说明,一些蝙蝠的视力远超我们的想象。

长舌蝠
根据Brigitte Müller的研究,发现长舌蝠(Glossophaga soricina) 和 昭短尾叶鼻蝠(Carollia perspicillata) 这两种蝙蝠的视网膜中有2%到4%的光感受器是视锥细胞。

昭短尾叶鼻蝠
S视锥和L视锥细胞都有表达,S视锥细胞在某些区域达到了局部最高的60%。
S视锥是视网膜中的一种视锥光感受器,专门对短波长的光(如蓝光或紫外光)敏感。它含有一种短波敏感的视蛋白(S opsin),可以感知波长较短的光线。S视锥细胞对于辨别蓝色或紫外线至关重要。
这说明,蝙蝠可以看到人类看不到的东西:紫外线。
通过后续的基因测序、ERG实验和紫外线透射率实验(这里不详细写了),都有证据支持蝙蝠能够感知紫外线的结论。
L视锥是视网膜中的一种视锥光感受器,专门对长波长的光(如绿色、黄色和红色)敏感。它含有长波敏感的视蛋白(L opsin),能够感知波长较长的光线,通常位于光谱的红色或绿色区域。L视锥与S视锥共同作用,帮助生物进行色彩区分。
同时,大多数L视锥细胞还共同表达S视蛋白,而一部分视锥细胞只表达S视蛋白。这表明蝙蝠的视网膜中存在大量双色素视锥细胞。
A-C图:纵向切片显示了三种不同的光感受器标记:杆状视蛋白(A图)、对长波敏感的L视蛋白(B图)和对短波敏感的S视蛋白(C图)。D-F图:平铺视网膜的双重免疫荧光标记,D图是L视蛋白(绿色),E图是S视蛋白(紫色),F图为两者的合并图像。箭头指示了同时表达两种视蛋白的视锥细胞。
蝙蝠的视网膜有双色素视锥细胞,说明它们在白天也不是完全的睁眼瞎,在中光照下还是看得清一些东西的。
那对于蝙蝠来说,回声和视觉定位二者的关系如何呢?
2013年9月11日发表在《前沿生理学》期刊上,研究了蝙蝠在觅食过程中如何整合回声定位与视觉。
文章比较了两种蝙蝠在不同觅食策略下的回声定位和视觉检测范围。研究结果表明,回声定位即使在中等光照水平(1–10勒克斯)下,仍比视觉更适合探测小型猎物,而视觉则在监控远处的地形元素时具有优势。研究假设,蝙蝠在进化过程中逐渐整合了这两种感官信息,以优化其导航和觅食能力。
那蝙蝠看到紫外线有啥用呢?
这就得介绍我们的长舌蝠和昭短尾叶鼻蝠了。
它俩有一个共同特点,就是都吃花蜜。而一些植物会通过紫外线反射吸引授粉者,特别是蜜蜂等能够感知紫外线的昆虫。例如,黄色和紫色的花朵往往具有较强的紫外反射,而白色和绿色的花朵则较少反射紫外线[4]。
可见光和紫外线下的花朵图像
所以,科学家推测这些蝙蝠具有识别紫外反射的花朵的能力。
下面是紫外线下的花朵:



这些花独特的美在人类肉眼下都无法看到,只有蝙蝠才能看到。

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