Ulver og ulver er nært beslektet og deler mange av de samme egenskapene. Men se på øynene deres – hvor ulv har rundet elevene som mennesker, rever i stedet har en tynn vertikal linje. Men det er ikke bare hjørnetenner –over dyreriket, elevene kommer i alle former og størrelser. Så hvorfor er det forskjeller?
Det er et spørsmål som lenge har interessert forskere som jobber med syn og optikk., I en ny studie publisert i tidsskriftet Science Fremskritt, kolleger fra Durham, Berkeley og jeg forklare hvorfor disse elev former, har utviklet.
Geiter, sauer, hester, huskatter, og mange andre dyr har elever som varierer fra helt rund i svakt lys til smale spalter eller rektangler i sterkt lys. Den etablerte teorien for dette er at langstrakt elevene gi større kontroll over mengden av lys som kommer inn i øyet., For eksempel, en huskatt, kan endre sin elev område med en faktor på 135 fra fullt utvidede å fullt sammentrukket, mens mennesker med en runde elev, kan bare endre område med en faktor på 15. Dette er spesielt nyttig for dyr som er aktiv både dag og natt, slik at for mye bedre syn i forhold med lite lys.
Men hvis den eneste grunnen til langstrakt elevene var til å kontrollere mengden av lys som kommer inn i øyet, orientering ikke ville være viktig: horisontal, vertikal eller diagonal ville alle tilbyr de samme fordelene. I stedet for elevene er nesten alltid horisontalt eller vertikalt, noe som tyder på at det må være andre fordeler som forklarer denne retning.
Elevene som passer for alle nisje
Vårt arbeid har fokusert på det visuelle fordeler av vertikale og horisontale elevene i pattedyr og slanger., En av de mest interessante faktorer vi fant er at retningen av den enkelte elev kan være knyttet til et dyr er økologiske nisje. Dette har blitt beskrevet før, men vi gikk ett skritt videre for å kvantifisere forholdet.
Vi har funnet dyr med vertikalt langstrakt elevene er svært sannsynlig å være bakhold rovdyr som skjuler før de treffer sine byttedyr fra relativt nær avstand. De pleier også å ha øyne på forsiden av hodet. Rev og huskatter er klare eksempler på dette., Forskjellen mellom ulver og ulver er ned til det faktum ulver er ikke bakhold rovdyr – i stedet jakter de i pakker, jage ned sine byttedyr.
I motsetning, horisontalt langstrakt elever er nesten alltid finnes i beitende dyr, som har øyne på siden av hodet. De er også svært sannsynlig å være offer dyr som sauer og geiter.
Vi produsert en datamaskin modell av øynene som simulerer hvordan bildene vises med forskjellige elev former, for å forklare hvordan orientering kunne nytte ulike dyr., Denne modellering viste at de vertikalt langstrakt elevene i bakhold rovdyr forbedrer deres evne til å bedømme avstand nøyaktig uten å måtte bevege hodet, som kunne gi bort sin tilstedeværelse til potensielle byttedyr.
Beitende dyr har forskjellige problemer å hanskes med. De trenger å sjekke rundt etter byttedyr, og de trenger å flykte raskt i tilfelle angrep. Å ha øynene mot siden av hodet som hjelper dem til å se nesten alle rundt dem., Å ha en horisontal elev øker mengden av lys som de kan motta foran og bak dem mens du redusere mengden av lys fra over og under. Dette gjør dem panoramautsikt syn langs bakken for å bidra til å oppdage potensielle rovdyr så tidlig som mulig. Den horisontale eleven også forbedrer bildekvaliteten i vannrett plan, og dette forbedret syn på bakken er også en fordel når du kjører i fart til å flykte.
Så, vertikalt langstrakt elevene hjelpe bakhold rovdyr fange byttedyr og horisontalt langstrakt elevene hjelpe byttedyr unngå rovdyr.,
Vi innser at vår hypotese spådd at kortere dyr bør ha en større utbytte av vertikal elever enn de høyere. Så vi nytt data på dyr med frontal øyne og vertikal elever og fant at 82% er hva som regnes som «kort» (som vi definert som å ha en skulderhøyde på mindre enn 42cm) sammenlignet med bare 17% av dyr med sirkulære elevene.
Vi innså også at det er et potensielt problem med teorien for horisontal strekning. Hvis horisontal elevene er slik en fordel å beitende dyr, hva som skjer når de bøyer hodet ned til beite?, Er eleven ikke lenger vannrett linje med bakken?
Vi sjekket dette ved å observere dyr i både dyrepark og på gårder. Vi fant at øynene av geiter, hjort, hester og sauer roter så de bøyer hodet ned for å spise, holde eleven på linje med bakken. Denne bemerkelsesverdige eye movement, som er i motsatt retning i de to øynene, er kjent som cyclovergence. Hvert øye i disse dyrene roterer ved 50 grader, muligens mer (vi kan bare gjøre den samme bevegelsen av et par grader).
Det er fortsatt noen uforklarlige elevene i naturen., For eksempel, mongooses har forover-rettede øyne, men horisontale elever, gekkoer har stor, rund elevene når utvidede som reduserer ned til flere diskrete hull når innsnevret og akkar har «W»-formet elevene. Forstå alle disse variasjonene er en interessant utfordring for fremtiden.