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喵星人感官的进化

喵星人感官的进化

猫咪作为一种家养宠物,得到的普遍评价是高冷、神秘。猫咪的一些行为有趣且令人费解,比如经常试探性把桌面的东西推倒后还一脸无辜地看着你。很难探明它们在做出这些行为的时候究竟是出于什么样的想法,但也许通过探究它们的感官世界,以及它们如何进化出特殊感官能力,能加深我们对猫咪行为的认知和了解。

 

 

进化对人类和猫咪视觉的塑造

当前学者研究成果表明,人类和猫的最后一个共同祖先,是生活在9000万年前的哺乳动物,这种哺乳动物的一组后代分支为啮齿动物和灵长类动物,最终产生了我们;另一分支衍生出猫、鲸鱼、猪、马、蝙蝠等。

 

与今天的人类和猫相比,两者的上一个共同祖先其视觉系统更简单、更不强大。随着时间的推移和环境的变化,人类和猫咪都适应了需要敏锐洞察力的特定生活方式,我们的视觉系统也因此进化的更为复杂。

 

对人类和其他灵长类动物来说,在树上的生活经历不断塑造着视觉系统的演化。树冠是躲避捕食者的绝佳场所,但失足落树便会面临死亡威胁。更重要的是,从进化的角度来讲,不再有基因复制的机会。因此,凭借高度灵活的眼睛,我们的视觉系统擅长帮助我们在复杂的三维环境中进行评估、规划及想象。这一策略也直接帮助我们的祖先在树上找到水果和其他食物,同时降低了坠落的风险。

 

 

狩猎对敏锐立体视觉塑造的影响

猫的视觉系统,是由他们的狩猎生活方式塑造的。猫科动物在捕猎方面的能力非常强,以至于大部分大脑被切断,他们仍然可以突袭。更具体地说,如果通过手术将前脑与大脑的其他部分断开连接,那么传递到完整脑干的一小股电流将导致动物产生完全协调的突袭。

 

为了捕捉像老鼠这样狡猾的猎物,猫突袭的时间和方向必须精确,这就是视觉发挥作用的地方。要知道在哪里突袭,猫必须知道要跳多远,由于每只眼睛只能捕捉到世界的平面二维图像,就需要立体视觉来从视觉场景中推断深度信息,而两只眼睛共同作用,让大脑得以准确判断眼睛到附近物体的距离。

【图片源自网络】

 

大脑中的立体视觉

想象一只猫在它前面的地上看到一只老鼠,老鼠的图像被投射到双眼并落到视网膜上,每只眼睛中的一个神经元从老鼠的头顶捕捉光线。然后,两个神经元需要将此信息传递到视觉场景的大脑地图,以便可以比较两个图像的细微差异。整个过程发生在大脑后部的视觉皮层,它接收来自两只眼睛的信息。

 

然而,视觉皮层中的神经元被构建成片状,单个细胞像茂密草皮中的草叶一样聚集在一起。但从两只眼睛接收信息的神经元不能堆叠在一起。好在大脑散布着从两只眼睛接收信息的神经元,用于精准接收视觉信息。

 

在猫的大脑中,这种进化策略表现为两只眼睛的输入混合成旋涡状,类似指纹,这种指纹模式使得大脑能够很容易从双眼有利的位置比较某个特定位置。大脑从这些地图的微小差异中提取三维信息,以此指导精确的突袭。

【猫脑中指纹模式的详细地图:图片源自网络】

 

敏锐视觉的共享解决方案

猫进化出的视觉系统的组织形式与人类的基本相同,但却是在完全独立的场景下进化出来的,并不是因为我们的共同祖先拥有,因为其他哺乳动物谱系缺乏指纹模式。对灵长类动物来说,这种模式更多用于觅食或其他视觉技能,而对猫来说,更多是和狩猎有关。

 

不论好坏,人类与猫视觉之间的相似性,意味着猫在历史上一直是视觉神经科学侵入性研究的首选动物。20世纪50-60年代开展了大量关于小猫“剥夺”的研究,从出生时被缝合眼睛,到在闪光灯下饲养,或在只有垂直条纹的环境中饲养,目的是调查各种视觉环境变化对猫的影响。现在对猫的研究不那么普遍的,大多数视觉神经生理学研究都涉及小鼠或大鼠。但由于啮齿动物的视觉能力较弱,因此上世纪五六十年代的历史研究仍然具有重要意义。

【图片源自网络】

 

猫与人类感官的不同之处

尽管人类和猫的视觉系统有着惊人的相似之处,但两者的眼睛有着明显的区别。猫在晚上很活跃,在昏暗的光线下比我们有更好的视力。如果你仔细观察过,猫还有独特的狭缝状瞳孔。而且你知道吗,猫是色盲,因为他们只有两种视杆细胞(只能分辨蓝绿色),而大多数人类有三种视杆细胞(能分辨红蓝绿色)。

 

猫作为严格的食肉动物,很少在嘴里放非肉类食物(肉类中很少含有在人类尝起来有甜味的化学物质),这种饮食习惯导致它们并不需要知道哪些是甜的,其实,猫已经失去了舌头上检测蔗糖等甜味化学物质的受体。 这也是为什么你永远无法用甜食将猫从它的藏身之处引诱出来的原因。

 

尽管在进化上存在差异,但人类和猫在看待事物的方式上有着深刻的相似之处。猫咪仍然是一个谜,也许这正是它们的吸引力之一。对他们感官世界的了解,能让我们更接近它们,也能更好地和它们相处。

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