狗的眼睛为什么会变红色的?
狗的视网膜上有两种细胞,锥状细胞(Cone cell) 和杆状细胞(Rod cell) 这两种细胞分别负责色彩和光线敏感度。在狗的视觉中枢里,它们被分为三个区域,每一个区域对应一种细胞类型。其中每个区域对不同波长的光敏感程度不一样,比如上图显示的就是一个典型的一只眼睛的三种不同区域的示意图,分别用A、B 和 C来表示。 A区又称为中央凹(Fovea centralis),是视觉最敏锐的区域,在这里只有杆状细胞,没有锥状细胞。所以也叫做无锥状细胞的视者(Rodless foveal area)。 B区和C区的名称正好相反,因为在这里主要是一类锥状细胞,而没有杆状细胞。我们通常把有锥状细胞却没有杆状细胞的区域称为“弱视者”(Cone-blind areas)。 在生活中,无论是白天还是夜晚,我们的视野中除了中间清楚的外,周围都是模糊的。产生这种“轮廓失真”(outline distortion)的原因是我们每个人眼的B区和C区的大小及形状是不同的,而且同一个人也不一样。这主要是由基因决定的。
人类的基因中有一个编码决定圆形的B区和C区是有13个或者是14个像素组成的。而狗的B区和C区是由20个或者是25个像素组成的中空圆形。 所以当外界的光线强度变化时,不同的动物会对改变做出不同的反应。人类相对于其他动物来说比较“迟钝”一些,而狗就灵敏多了,这主要是因为我们的遗传基因决定了我们视野中的B区和C区是个“粗略”的轮廓,而对强度很敏感的颜色细节则保留下来。 而狗的遗传基因则允许它调整B区和C区的大小和形状,从而可以精确地调节对比度和颜色细节以适应外界环境。 当进入暗处时,例如夜里或者进了电梯,我们会看到物体的轮廓,这时我们的B区和C区会迅速扩大,以便获取更多的色彩和细节信息。而在强光下,如在大白天,这些区域又会收缩回来,以减少光线的进入,保护眼睛。
与人类相比,狗的视网膜上拥有更多的杆状细胞而少锥状细胞,因此对于亮度很敏感的黑白图像它会更敏感些;而且由于狗的B区和C区是可调整的,所以在光度不断变更的白天和黑夜,以及由亮转暗或由暗转亮的转换过程中,它们的眼睛能很好地适应。