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猫科动物的眼睛为什么能在夜间反光?

恰恰恰
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先说说我们看到的“反光”到底是什么。

猫眼里有一个特殊结构。科学家称它为“tapetum lucidum”。这个拉丁词的意思是“明亮的地毯”。

它好比一面镜子,铺在猫眼后方。

这个反光层位置很特别,它紧贴在视网膜后面。

当一部分光线穿过了视网膜,没有被完全吸收。如果是在人类眼中,这些光线就这样消失了。但在猫眼中,这些光线遇到了反光层,这个结构把光线反射回去。让视网膜上的感光细胞再一次感光

和鸟类的双重呼吸有异曲同工之妙。

来看看这个tapetum lucidum的结构

猫科动物的反光层由特殊的核黄素晶体组成,核黄素就是维生素B2。这种维生素具有很特别的光学性质:它能够放大特定波长的光线。[1]

正是这些波长,猫咪能看得特别清楚。

猫的tapetum lucidum结构相当复杂:它由15-20层细胞组成,排列成中央图案,密度比狗的更高,反射率几乎是人类的130倍

这种结构让猫咪获得了惊人的夜视能力——猫可以在人类所需16%亮度的环境中看清楚事物

但这种能力是有代价的。

所有那些在眼内反射的光线。

虽然提高了敏感度,但也让图像变得稍微模糊——高度近视。。。

敏感度换清晰度,你换吗?哈哈哈

不同的猫,眼睛反光颜色也不同。

你可能见过绿色的、黄色的、蓝色的、甚至橙色的。

这种颜色差异,部分取决于tapetum lucidum的具体结构,部分取决于观察角度。

幼猫的tapetum最初呈现蓝色,随着年龄增长逐渐变成黄色,成年猫的颜色范围从浅橙色到绿色不等

这是因为tapetum的结构在发育过程中不断变化。

间距改变了,反射的光波长也就改变了;波长变了,颜色也就变了。

这种反光现象并不只属于猫咪。

许多夜行动物都拥有tapetum lucidum,包括狗、狐狸、鹿,甚至一些深海鱼类

但每种动物的反光层成都不同,狗用锌、猫用核黄素加锌、鱼类用鸟嘌呤。

为什么会有这种差异?这与它们的生活环境有关,也与它们的狩猎习惯有关。

猫一般是黄昏时分的捕猎,这个时候光线既不太亮也不太暗。核黄素的光学特性正好适合这种环境。

但即使是人类,眼睛也会产生轻微的反光。

就是我们拍照时看到的“红眼”。只不过我们反射的是血管中血液的红色,而不是专门的反光层。


所以,想问下怎么在晚上拍到好看的猫猫。。。

参考

  1. ^PIRIE, A. Crystals of Riboflavin making up the Tapetum Lucidum in the Eye of a Lemur. Nature 183, 985–986 (1959). https://doi.org/10.1038/183985a0
高sir
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