眼作為視覺器官,是動物個體極其重要的信息來源地。眼可以感知白天、黑夜,亦可以看見食物,或是發現敵害,還能用眼來尋找配偶,成婚繁育。低等動物的眼結構簡單,如扁形動物門的蝸蟲隻具備感光的眼點。越高等的動物,視覺器官越複雜越發達,對外界的刺激作出的反應也越迅速。但某些穴居深海或是寄生在動植物體內的動物,由於光線照射不到,眼長期得不到應用,開始退化,不再起作用甚至消失。但多數動物的眼在適應生活中,變得極其敏銳。
1.昆蟲的眼最原始的昆蟲沒有視覺器官,但體壁內含有少量色素,能吸收一定波長的光,產生對光的反應,因為這些昆蟲是靠體壁感光的,像彈尾目的跳蟲,雙尾目的雙尾蟲就是典型的例子。
絕大多數昆蟲頭部具單眼和複眼。單眼隻有感光細胞,
所以功能簡單,可辨別明暗和距離遠近,複眼一對,功能是能成像。
複眼是由成千上萬隻小眼組成的,每隻小眼的結構一致,是光感受單位。蜻蜓的複眼是昆蟲中最大的,可占頭的1/2,小眼數可達1萬到2.8萬隻,舍蠅的小眼數也有4千隻左右。
複眼是如何看到物體的呢?光線首先射在小眼上,通過角膜、晶錐這些集光結構把光收集起來,再射到視網膜上,
由這層感光結構成光成像,最後由視網膜發出的神經傳入腦,產生視覺。複眼成像時,每個小眼隻形成物體的一部分畫麵,整個物體的像由各個小眼拚湊而成,這種造像方式不如高等動物成的像準確,但由複眼成像時小眼數目越多,圖像越清晰,所以複眼中數目巨大的小眼彌補了這一缺憾。
光線微弱時,複眼產生的像稱重疊像,即一個小眼對鄰近幾個小眼折射來的光線也能產生反應,使複眼在弱光下也能看到物體。光線充足時,複眼產生的像稱並列像,即一個小眼一個像。多數昆蟲的複眼這兩種像都可形成,因此它們在白天晚上都能看清物體;但有些昆蟲隻能形成並列像,所以它隻能在白天看清物體,把這種眼則叫日行眼,最典型的例子是各種蝶類;還有的昆蟲隻能成重疊像,所以一般它們在夜間活動,把它們的眼叫夜行眼,例如蛾類就是這樣。
光線改變時,會引起不同的小眼感受刺激,所以昆蟲的複眼對移動的物體特別敏感,例如螳螂對靜止不動的蝗蟲無動於衷,但隻要蝗蟲稍微動一動,就很可能受到無情的攻擊。昆蟲的複眼對光波的敏感範圍比人寬,分辨力也與人不同。農業上用黑光燈誘捕害蟲,其實就是利用昆蟲對紫外光特別敏感的原理設計的,黑光燈就是紫外光燈,人看不到這種光,所以叫黑光燈。更神奇的是,昆蟲的複眼對天空反射的偏振光有很好的辨別力,像螞蟻、蜜蜂甚至利用偏振光導航。由於複眼突出,形成一個凸麵,使之視野寬闊,極利於飛行中使用。但複眼有一個致命的弱點,就是無調節能力,
視力範圍隻有人的1/60~1/80,像舍蠅視覺距離隻有50~70cm,眼光敏銳的蜻蜓也非常有限,也不過5~6米。眼,作為昆蟲重要的感官,在它的捕食禦敵、遷徙等生活的各方麵起著不可替代的作用。
2.魚類的眼睛你知道嗎?所有的魚類都是近視眼,水的透光強度比空氣小,水中光線較弱,它們很少能看到幾米以外的物體。這與眼的晶體有關。大而圓的晶體隻能改變前後位置,來完成視覺調節,而晶體凸度不能改變,這便是魚類近視的原理。魚雖近視,但它卻能迅速發現釣魚者,以及岸邊的過路人,並快速遊走。這是由於它能通過光線的折射,看見空氣中的物體。魚眼感覺到空氣中物體的距離比實際的距離要近得多,位置也較高。所以人靠近水邊,魚便會錯以為出現在它們的頭部上方,會以為危險將至,奪路而逃。
一般來說,魚類的視野比人類開闊,垂直麵上的視野為150°,人134°,水麵上的視野160—170°,人眼154°,這樣魚很輕易地便能看到前後以及上麵的物體而不用轉身。魚類是硬心腸的冷血動物,因為它們不具淚腺,沒有流淚的功能。更有趣的是魚類沒有上下眼瞼,連睡覺時都是睜著眼睛,即使是死了,也是“死不瞑目。”
魚類品種眾多,其眼睛的大小、形狀因生活環境、生活方式的不同而有很大差異。生活在水麵上層的魚類眼睛基本正常,生活在下層水域中的魚類,為適應弱光的環境,眼睛較大。像南海的大眼鯛,眼睛幾乎占了體長的1/2.但是深海魚類,在2000米以下光線照射不到,眼睛已無用武之地,會慢慢退化。像古巴的盲魚已成為無眼的瞎子。更有許多魚類的眼睛形狀結構奇特。
生活在中美洲和南美洲河流中的四眼魚體形不大,眼睛外形似蛙眼,長在頭頂上,雖有四眼魚之名,但也是長有兩隻眼睛,隻是構造相當奇特。每隻眼睛也隻有一個眼球,在眼睛的中部,從前到後由一條黑色水平膜隔成兩個均等的部分,使瞳孔和晶狀體也平分為上下兩部分,四眼魚的兩隻眼睛,能夠起到四隻眼睛的作用,四眼魚常常小群地停留在水麵上層,水麵剛好與眼中橫隔膜相平,一半露出水麵,一半埋入水中,看起來像是四隻眼睛。眼睛上半部露出水麵,注視空中的飛蟲,下半部沒入水中,監視著水底的魚蝦,從容地捕食水麵上下活動的昆蟲。如果岸邊有人,它在200米以外就能發現,並立即躲藏起來。所以四眼魚很難被人捉住。
海洋中有一種兩眼生在同側的古怪魚種,叫作比目魚,兩眼長在左側的叫鮃,長在右側的叫鰈,古時候,誤認為鮃和鰈是一雌一雄,並說它們把有眼的一側向外,身體緊貼並排遊泳,好似夫妻並肩而行。故有“鳳凰雙棲魚比目”的佳話。其實不然,鮃和鰈種類都很多,如鮃包括牙鮃、花鮃等,而鰈包括方眼鰈、木葉鰈、星鰈等,鮃和鰈都是這幾種魚的總稱。各地的叫法也有所不同,北方叫偏口魚,廣東稱為左口或大地魚。而不管是雙眼在左還是在右,一般統稱比目魚。
比目魚的眼及奇特的外形吸引了科學家的注意,從對它生活史的觀察和研究中發現,比目魚並不是一出生兩眼就在同側。剛孵化的比目魚眼睛也是對稱地長在頭的兩側,一點也不像它的父母,大約長到半寸左右,幼魚便遊向近海,同時體形發生變化,頭部一側的眼睛開始逐漸向上移動,經過背鰭,與另一側的眼睛並列在一起。緊接著背鰭也向前生長,移至頭頂,身體後下方的臀鰭向前伸長,與背鰭平行。幼魚經過這些變化,身體成為側扁形扭轉的特化。在這段時間內,比目魚行動失常,遊泳搖擺不定,像得了中風之病,更有不少數量的幼魚在這期間死亡。存活下來的經過大約100天後,魚體完全失去原有的對稱,有眼、體色深的一側向上,沉入海底過著孤獨的海底生活。體色能隨著環境的變化而改變,能與環境融為一體,以保護自身的安全。
3.避役的眼爬行動物的眼睛一般有能活動的上下眼瞼和瞬膜,並出現了淚腺,眼球的調節更加完善,睫狀體內的肌肉是橫紋肌(與鳥類相似),睫狀肌不但可以調節水晶體的前後位置,還能略微改變水晶體的凸度,因此,爬行類可以觀察在不同距離內的物體,這對於生活在陸地環境的動物來說是很重要的。
避役的眼睛是爬行動物中極有特色的。結構複雜的避役的眼睛具有高度的靈活性,可以“一目二視”,這是其他脊椎動物無法匹敵的。其眼大而突出,上下眼瞼厚且愈合,使眼好似罩有一個圓錐形的鱗蓋,僅中央有一個小圓孔,此孔使瞳孔露在外麵,以便視物。左右兩眼可以單獨活動和調節焦距,能作到一隻眼睛看前方的獵物,另一隻眼環顧四周注意敵情。它的視力範圍在水平方向可達180度,垂直方向達90度。它可以利用這種望眼鏡式的立體視覺來確定獵物的距離和位置,彈無虛發地捕獲獵物。避役雖然行動遲緩,但眼睛的優勢,可以使它安全地飽食終日。
4.鳥類的眼睛蒼鷹的眼——遠視快速變近視的眼。
蒼鷹能在千米之外的高空發現地麵上的田鼠或雛雞,會箭一般地俯衝下來,準確地抓起獵物遠走高飛。這全憑蒼鷹的一雙慧眼,它的眼具有極強的調節功能。
鷹眼的睫狀肌非常發達,很容易將眼球的曲度改變。當睫狀肌放鬆時,眼呈扁圓形,此時為遠視,使它能高空偵察。當俯衝過程中,距離迅速縮短,睫狀肌也隨之收縮,眼球逐漸變圓,焦距變短,可看到近處的獵物。
鷹眼的銳利,還在於晶狀體前有一道道平行的豎線,形成了一個規律的柵欄狀的“光柵”。這些結構使蒼鷹能更清晰地看清外界物體。
貓頭鷹的眼——夜間能明察秋毫。
貓頭鷹是夜間捕食的鳥,它的眼在夜間能明察秋毫,這是因為它的眼具有能使瞳孔略微放大的放射狀肌,無縮小瞳孔的環狀肌,適於夜晚視物。
貓頭鷹的視網膜裏含有比其他脊椎動物眼多得多的圓柱細胞,圓柱細胞隻含有一種叫“視紫紅質”的感光物質,對弱光敏感。
麻雀屬於白天活動的鳥,一到夜晚就看不見物體了。這是什麽原因?
與夜行性動物相反,麻雀眼的視網膜上隻有圓錐細胞,
沒有或少有圓柱細胞,圓錐細胞隻對強光敏感,夜晚便喪失了作用。難怪麻雀眼夜晚看不到東西。