小猫眼睛为什么会变色?
我养过好几只猫咪,发现它们有一个有趣的“习性”:在阳光充足的白天,它们的瞳孔会放大;而在灯光昏暗的晚上,它们的瞳孔则会缩小。有阳光的时候,猫咪的瞳孔像竖琴一样打开,明亮的蓝色眼睛看着你,好像能看透你的心灵。但在光线很暗的地方,如夜里、阴天或是光线不足的地方,它们的眼睛又会变得像黑宝石一般漆黑,而且明亮闪烁着,像是会发光似的! 这是什么原因呢?科学家们对这一奇怪的现象进行了研究并找到了答案—在白天和黑夜,猫的眼睛会交替使用两种细胞来调节光线的强弱:在光线强的时候,它们利用锥状细胞来感知光线强弱;在光线弱的时候,它们则使用杆状细胞。与人类和其他哺乳动物不同,猫眼睛的锥状细胞中没有所谓的线粒体(呼吸作用产生的)或液泡(贮存水分的细胞器),这意味着这些细胞不需要通过消耗氧气来产生能量或保持水分。相反,杆状细胞需要这些功能来实现其光学特性。猫眼睛的视网膜中有一种特殊的色素能够吸收光线,这种色素在锥状细胞中比例更高,而杆状细胞中却没有。当光强度增加时,更多的该色素会在锥状细胞中被生成,反之亦然。
有趣的是,并不是所有猫科动物的夜晚视力都很好。猎豹主要依靠夜视能力来捕猎,但它们的眼睛在黑夜中的表现不如猫。这是由于猎豹的眼睛中杆状细胞中所含的该色素含量比猫要高得多,从而使猎豹在黑暗的环境中无法很好地分辨物体。相比之下,猫的眼睛在这种黑暗中就能像照相机镜头一样保持清晰。 为什么我们的眼睛没有这种切换功能呢?因为在我们眼睛里同时存在这两种细胞,如果其中一种细胞不能很好的工作,那么另一种细胞就会自动补上来,从而不会丢失对光线敏感的细胞。而我们人类的视觉系统中不存在类似猫那种可以切换的光感受器,所以一旦一种细胞受损,另外一种细胞也没有了用武之地,最终会导致不可挽回的视觉损伤。