Ulve og ræve er tæt forbundne, og deler mange af de samme egenskaber. Men se på deres øjne-hvor ulve har afrundede elever som mennesker, ræve har i stedet en tynd lodret linje. Men det er ikke kun hjørnetænder –på tværs af dyreriget, elever kommer i alle former og størrelser. Så hvorfor forskellene?
det er et spørgsmål, der længe har interesserede forskere, der arbejder med vision og optik., I en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Science Advances forklarer kolleger fra Durham, Berkeley og jeg, hvorfor disse elevformer har udviklet sig.geder ,får, heste, huskatte og mange andre dyr har elever, der varierer fra fuldt cirkulære i svagt lys til smalle spalter eller rektangler i stærkt lys. Den etablerede teori for dette er, at langstrakte elever tillader større kontrol over mængden af lys, der kommer ind i øjet., For eksempel kan en huskat ændre sit elevområde med en faktor 135 fra fuldt udvidet til fuldt indsnævret, mens mennesker med en rund elev kun kan ændre område med en faktor 15. Dette er især nyttigt for dyr, der er aktive både dag og nat, hvilket giver mulighed for meget bedre syn under dårlige lysforhold.
Men hvis den eneste grund til aflange elever var til at styre mængden af lys ind i øjet, orientering ville ikke være vigtigt: vandret, lodret eller diagonal ville tilbyde alle de samme fordele. I stedet er eleverne næsten altid vandrette eller lodrette, hvilket tyder på, at der skal være andre fordele, der forklarer denne orientering.
elever passer til hver niche
vores arbejde har fokuseret på de visuelle fordele ved lodrette og vandrette elever i pattedyr og slanger., En af de mest interessante faktorer, vi fandt, er, at elevens orientering kan knyttes til et dyrs økologiske niche. Dette er blevet beskrevet før, men vi gik et skridt videre for at kvantificere forholdet.
Vi fandt dyr med lodret aflange elever er meget sandsynligt at være baghold rovdyr, der gemmer sig, indtil de rammer deres bytte fra relativt tæt afstand. De har også en tendens til at have øjne på forsiden af deres hoveder. Ræve og huskatte er klare eksempler på dette., Forskellen mellem ræve og ulve skyldes, at ulve ikke er baghold rovdyr – i stedet jager de i pakker og jagter deres bytte.
i modsætning hertil findes vandret langstrakte elever næsten altid i græsende dyr, der har øjne på siderne af hovedet. De er også meget sandsynligt at være byttedyr som får og geder.
vi producerede en computermodel af øjne, der simulerer, hvordan billeder vises med forskellige elevformer, for at forklare, hvordan orientering kunne gavne forskellige dyr., Denne modellering viste, at de lodret aflange elever i baghold rovdyr forbedrer deres evne til at bedømme afstand præcist uden at skulle flytte deres hoved, som kunne give væk deres tilstedeværelse til potentielle bytte.
græssende dyr har forskellige problemer at håndtere. De er nødt til at tjekke rundt for bytte, og de er nødt til at flygte hurtigt i tilfælde af angreb. At have øjne mod siden af hovedet hjælper dem med at se næsten alle omkring dem., At have en vandret elev Øger mængden af lys, de kan modtage foran og bag dem samtidig reducere mængden af lys fra oven og under. Dette giver dem panoramaudsigt langs jorden for at hjælpe med at opdage potentielle rovdyr så tidligt som muligt. Den vandrette elev forbedrer også billedkvaliteten på vandrette planer, og denne forbedrede visning på jordoverfladen er også en fordel, når du kører med hastighed for at undslippe.så lodret langstrakte elever hjælper baghold rovdyr fange deres bytte og vandret langstrakte elever hjælper byttedyr undgå deres rovdyr.,
Vi indså, at vores hypotese forudsagde, at kortere dyr skulle have større fordel af lodrette elever end højere. Så vi gentages data på dyr med frontal øjnene og lodrette elever og fandt, at 82% er, hvad der betragtes som “kort” (som vi har defineret som at have en skulderhøjde på mindre end 42cm) sammenlignet med kun 17% af dyr med cirkulære elever.
Vi indså også, at der er et potentielt problem med teorien om horisontal forlængelse. Hvis vandrette elever er en sådan fordel for græsende dyr, Hvad sker der, når de bøjer hovedet ned for at græsse?, Er eleven ikke længere vandret på linje med jorden?
vi kontrollerede dette ved at observere dyr i både en zoologisk have og på gårde. Vi fandt ud af, at øjne på geder, hjorte, heste og får roterer, når de bøjer hovedet ned for at spise, idet eleven holdes på linje med jorden. Denne bemærkelsesværdige øjenbevægelse, der er i modsatte retninger i de to øjne, er kendt som cyclovergence. Hvert øje i disse dyr roterer med 50 grader, muligvis mere (vi kan kun foretage den samme bevægelse med et par grader).
Der er stadig nogle uforklarlige elever i naturen., For eksempel, manguster har fremadrettede øjne, men horisontale elever, gekkoer store cirkulære elever, når de dilaterede, der reducerer ned til flere diskrete pinholes, når snørede sig sammen og blæksprutter har “W”-formet elever. At forstå alle disse variationer er en interessant udfordring for fremtiden.