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終于發(fā)現(xiàn)拍蒼蠅的困難所在,不是因為它看得更廣,而是看得“慢”

 零壹貳012 2020-01-18

蒼蠅是一種怎么都不令人喜歡的生物,多數(shù)時間,只要是碰上了,不是忽略不理它,就是要將它給拍死。但是多數(shù)時間,拍死蒼蠅似乎不是一件簡單的事情,它總是能夠在即將拍到它的瞬間逃跑,它是如何做到的?

終于發(fā)現(xiàn)拍蒼蠅的困難所在,不是因為它看得更廣,而是看得“慢”

蒼蠅

要逃脫拍擊,首先要觀察到攻擊的來臨,其次要在拍擊降臨之前轉(zhuǎn)移,完成對于拍擊的逃脫。

蒼蠅是如何感知到拍擊襲來

昆蟲感知危險一般是通過三種渠道,光線、聲音和氣味。絕大多數(shù)昆蟲都是以光線的為主,聲音和氣味為輔助。蒼蠅亦是主要靠光線來發(fā)現(xiàn)危險的來臨,當(dāng)危險來臨之時,蒼蠅的眼睛能夠提前發(fā)現(xiàn)光線的變化形成的圖像變化,然后利用期間的空隙迅速逃離危險。

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從蒼蠅的外形上看,我們都能發(fā)現(xiàn)蒼蠅具有一對碩大的復(fù)眼,占據(jù)了一半到三分之二個腦袋,然而還有另外的3只微小的單眼用來感知光線強弱的,肉眼是難以觀察到其位置。人眼就像是相機,通過光線繪制清晰“底片”來發(fā)現(xiàn)存在的危險,我們似乎都比較清楚這個過程,但是復(fù)眼是如何發(fā)現(xiàn)危險的呢?

復(fù)眼的工作原理

絕大多數(shù)的昆蟲們都擁有的復(fù)眼,但由于生存環(huán)境的不同,其大小亦是存在巨大的差異,但無論是復(fù)眼的大小如何,都是依靠期內(nèi)含有的小眼來“看見”。各種昆蟲復(fù)眼中的小眼數(shù)量也大為不同,從幾十到上萬個不等。蒼蠅的兩只巨大的復(fù)眼中每一只就有4000個小眼,這對復(fù)眼使得蒼蠅幾乎能夠360度無死角的觀察到四周的情況。

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蒼蠅的復(fù)眼放大25倍

蒼蠅復(fù)眼中的小眼有點類似于人眼,有著相當(dāng)獨立性,能夠接受極小區(qū)域范圍內(nèi)的光線,并且以此形成圖像。小眼的最上方有一個呈六角形狀的凸透鏡叫做角膜鏡,就是依靠它來接受光線的。在這個的角膜鏡下面連接著如同的光點一般的圓錐形的晶體,這些晶體就相當(dāng)于人眼中的晶狀體,角膜鏡加上晶體合稱為“屈光器”,屈光器的主要功能就是接受并折射光線。在屈光器的下方就是視覺神經(jīng),這些視覺神經(jīng)接受來自晶體匯集的光影圖像,在我們的角度上來看,這些光影圖像其實就是一些細微的光點,視覺神經(jīng)會將這些細微區(qū)域形成的光點圖像傳送視網(wǎng)膜,由視網(wǎng)膜統(tǒng)一匯集組成一副360度立體的圖像。如果將蒼蠅的復(fù)眼作縱向切開,在顯微鏡下看起來就像一個奇妙的萬花筒一般。

終于發(fā)現(xiàn)拍蒼蠅的困難所在,不是因為它看得更廣,而是看得“慢”

蒼蠅復(fù)眼內(nèi)部結(jié)構(gòu)

就是視力來說,昆蟲的復(fù)眼與人類的眼睛是無法媲美的,絕大多數(shù)昆蟲的視力都是在1米之內(nèi)。不多的昆仲種類能夠超出這個范圍,如蜻蜓的視力是在1-2米。而蒼蠅的視力不過是在0.4-0.7米。雖然如此,但是復(fù)眼的分辨率雖然是遠低于于人類的,但是其時間分辨率卻是要在人眼的10倍左右。人類的眼睛一般是在1秒鐘內(nèi)能夠分辨24幀圖片,而復(fù)眼卻是能夠分辨240幀圖片。也既是說,若是1秒鐘內(nèi)人眼前掠過的圖片少于24副,那么就是不連貫的若干圖片,不是連貫的視頻信息,而蒼蠅就是需要達到240副圖才可以達到此種效果。我們都知道對于人眼而言可見光的波長是400-790納米,而復(fù)眼能夠看到的波長范圍是240-700納米,復(fù)眼能夠看到人眼看不到的紫外光,但在波長階段為橙光和紅光的范圍,它就不可能亦看得見,也就是說復(fù)眼對于紅橙光而言是瞎的,這也就是滅蒼蠅器會使用紫光來吸引蒼蠅。

復(fù)眼是如何幫助逃脫的?

由此看來,蒼蠅看到有人在用拍子拍打它時,似乎它會看到4000個人拿著拍子打它。這是錯誤,蒼蠅的所看到的是一幅完整的圖畫,但卻是一副模糊的圖像。如前文提到的,復(fù)眼是依靠其內(nèi)的小眼匯集極小區(qū)域內(nèi)的光形成的光點影像,進而再傳輸?shù)揭暰W(wǎng)膜匯上,匯集成完整圖像的,而且那些小眼中的光點圖像本就十分模糊,因此蒼蠅通過復(fù)眼看到圖像就是模糊的。因此蒼蠅看到的圖像其實就如同是人眼透過毛玻璃看馬賽克拼圖的景象一般。因此蒼蠅看到的是一個人拿著拍子打它的模糊圖像。如此說來,它應(yīng)該難以逃脫拍子的,然而實際上,它卻能多次逃脫的,為何?

終于發(fā)現(xiàn)拍蒼蠅的困難所在,不是因為它看得更廣,而是看得“慢”

左邊人眼中的圖片,右邊蒼蠅眼中的圖片

雖然圖像是模糊的,但是蒼蠅復(fù)眼的敏感程度很高,此種敏感度來自于屈光器,因為蒼蠅小眼的屈光器能夠在接受一次光線的刺激形成光影圖像之后,瞬間再次接受光線刺激并傳遞到視網(wǎng)膜形成光影圖像,所以蒼蠅具有人眼10倍左右的時間分辨率。因此即便是它的視力才只有0.4米-0.7米,但這樣給予它足夠的時間對于供給做出反應(yīng),將外界的動作放緩并且迅速地反應(yīng)進行正確的躲避。打個比方來說,同樣觀看一段拍打蒼蠅的視頻,在人眼中,是正常連續(xù)不斷的播放,但是在蒼蠅的復(fù)眼中這段視頻是緩慢的,就像按了乘10倍緩慢播放的效果,蒼蠅就能在拍子落下的瞬間逃走。所以在對付蒼蠅的辦法不是手腳越快越好,相對而言,緩慢一點,可能更加有效果,因為,緩慢降低了光線的變化程度,蒼蠅就可能無法辨別出是否是在被攻擊。

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