wolven en vossen zijn nauw verwant en hebben veel van dezelfde kenmerken. Maar kijk naar hun ogen – waar wolven afgeronde pupillen hebben zoals mensen, hebben vossen in plaats daarvan een dunne verticale lijn. Maar het zijn niet alleen hoektanden –overal in het dierenrijk komen leerlingen in alle soorten en maten. Dus waarom de verschillen?
het is een vraag die al lang geà nteresseerde wetenschappers heeft die werken aan visie en optica., In een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances, collega ‘ s van Durham, Berkeley en ik uitleggen waarom deze leerling vormen hebben ontwikkeld.
geiten, schapen, paarden, gedomesticeerde katten en tal van andere dieren hebben pupillen die variëren van volledig cirkelvormig bij zwak licht tot smalle spleten of rechthoeken bij helder licht. De gevestigde Theorie hiervoor is dat langwerpige pupillen meer controle mogelijk maken over de hoeveelheid licht die het oog binnenkomt., Een huiskat kan bijvoorbeeld zijn pupilgebied met een factor 135 veranderen van volledig verwijd naar volledig vernauwd, terwijl mensen met een ronde pupil slechts met een factor 15 van pupil kunnen veranderen. Dit is vooral handig voor dieren die zowel overdag als ‘ s nachts actief zijn, waardoor bij weinig licht veel beter zicht mogelijk is.
echter, als de enige reden voor langgerekte pupillen was om de hoeveelheid licht die in het oog kwam te beheersen, zou de oriëntatie niet belangrijk zijn: horizontaal, verticaal of diagonaal zouden allemaal dezelfde voordelen bieden. In plaats daarvan zijn de leerlingen bijna altijd horizontaal of verticaal, wat suggereert dat er andere voordelen moeten zijn die deze oriëntatie verklaren.
leerlingen geschikt voor elke niche
ons werk is gericht op de visuele voordelen van verticale en horizontale leerlingen bij zoogdieren en slangen., Een van de interessantste factoren die we vonden is dat de oriëntatie van de leerling kan worden gekoppeld aan de ecologische niche van een dier. Dit is al eerder beschreven, maar we gingen een stap verder om de relatie te kwantificeren.
We ontdekten dat dieren met verticaal verlengde pupillen zeer waarschijnlijk hinderlaag roofdieren zijn die zich verbergen totdat ze hun prooi van relatief korte afstand raken. Ze hebben ook de neiging om ogen op de voorkant van hun hoofd. Vossen en huiskatten zijn hier duidelijke voorbeelden van., Het verschil tussen vossen en wolven is te wijten aan het feit wolven zijn geen hinderlaag roofdieren – in plaats daarvan jagen ze in groepen, jagen op hun prooi.
daarentegen worden horizontaal langgerekte pupillen bijna altijd aangetroffen bij grazende dieren, die ogen aan de zijkanten van hun hoofd hebben. Ze zijn ook zeer waarschijnlijk prooidieren zoals schapen en geiten.
we hebben een computermodel van ogen gemaakt dat simuleert hoe beelden verschijnen met verschillende pupil-vormen, om uit te leggen hoe oriëntatie verschillende dieren ten goede kan komen., Deze modellering toonde aan dat de verticaal verlengde pupillen in hinderlaag roofdieren hun vermogen vergroten om nauwkeurig afstand te beoordelen zonder hun hoofd te hoeven bewegen, wat hun aanwezigheid zou kunnen weggeven aan potentiële prooi.
grazende dieren hebben verschillende problemen om mee om te gaan. Ze moeten overal zoeken naar prooi en ze moeten snel vluchten in geval van een aanval. Het hebben van ogen naar de zijkant van hun hoofd helpt hen om bijna overal om hen heen te zien., Het hebben van een horizontale pupil verbetert de hoeveelheid licht die zij voor en achter hen kunnen ontvangen terwijl het verminderen van de hoeveelheid licht van boven en onder. Hierdoor kunnen ze panoramisch over de grond zien om potentiële roofdieren zo vroeg mogelijk op te sporen. De horizontale pupil verbetert ook de beeldkwaliteit van horizontale vlakken en dit verbeterde zicht op de grond is ook een voordeel bij het rennen op snelheid om te ontsnappen.verticaal verlengde pupillen helpen roofdieren hun prooi te vangen en horizontaal verlengde pupillen helpen prooidieren hun roofdieren te vermijden.,
We realiseerden ons dat onze hypothese voorspelde dat kortere dieren een groter voordeel zouden moeten hebben van verticale pupillen dan Grotere. We hebben de gegevens over dieren met frontale ogen en verticale pupillen opnieuw gecontroleerd en vastgesteld dat 82% van de dieren als “kort” wordt beschouwd (wat we gedefinieerd hebben als een schouderhoogte van minder dan 42 cm), vergeleken met slechts 17% van de dieren met cirkelvormige pupillen.
We realiseerden ons ook dat er een potentieel probleem is met de theorie voor horizontale elongatie. Als horizontale pupillen zo ‘ n voordeel zijn voor grazende dieren, wat gebeurt er dan als ze hun hoofd naar beneden buigen om te grazen?, Is de pupil niet meer horizontaal uitgelijnd met de grond?
we hebben dit gecontroleerd door dieren te observeren in zowel een dierentuin als op boerderijen. We ontdekten dat de ogen van geiten, herten, paarden en schapen draaien terwijl ze hun hoofd naar beneden buigen om te eten, waarbij de pupil op één lijn wordt gehouden met de grond. Deze opmerkelijke oogbeweging, die zich in tegengestelde richtingen in de twee ogen bevindt, staat bekend als cyclovergence. Elk oog bij deze dieren draait 50 graden, mogelijk meer (we kunnen slechts een paar graden dezelfde beweging maken).
Er zijn nog steeds enkele onverklaarbare leerlingen in de natuur., Mangoesten hebben bijvoorbeeld naar voren gerichte ogen, maar horizontale pupillen, gekko ‘ s hebben enorme cirkelvormige pupillen wanneer ze verwijd zijn, die verminderen tot verschillende discrete gaatjes wanneer ze ingesnoerd zijn, en inktvissen hebben “W”-vormige pupillen. Het begrijpen van al deze variaties is een interessante uitdaging voor de toekomst.