羊的瞳孔為什么是長方形的？

圖片：12019 / CC0

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原本是想找謎底，可是發現知乎這個問題真的很老了，可能有些工具沒有更新。可是我找到了一篇研究來歷于一篇 2015 頒發在《Science Advances》上的文章（頂刊子刊，IF=11.57），我認為說服力比力強。這里是原文 PDF 鏈接：

果殼的這篇文章對這個研究做了一部門的闡釋：

為什么動物的瞳孔有分歧外形科學人果殼科技有意思

這里面提到了瞳孔外形和動物覓食體例的關系。簡單歸納綜合，瞳孔外形大致分為四種：橫瞳（山羊），圓形（智人，猩猩），近圓（某些鳥類），豎瞳（某些蛇）。還有最終捕食者的變形瞳孔（沒錯，就是貓）...這些瞳孔和這些動物的覓食體例呈現了一個大要的正相關。對角線上的關系仍是比力較著的。

草食性動物（herbivorous）大多是橫瞳，也有一部門是圓瞳。

這些動物的眼睛大多長在頭部兩側，很是寬的單眼視野可以幫忙它們盡量削減視覺盲區。與豎瞳相反，橫瞳會增添物體在橫標的目的上的景深，同時讓前方和后方的地面當作像更清楚。對于被捕食的動物來說，橫瞳既能幫忙它們擁有清楚的橫標的目的全景視覺，以探測來自分歧偏向的捕食者，同時又能讓它們在眼睛長在兩側的環境下，也能看清前方地面的環境，在遭遇捕食者追趕時，可以或許看準地形快速逃跑。

而瞳孔外形接近豎條型的話，就能對景深有更好的把握。

所以像蛇和貓這類伏擊捕食（ambush）動物，他們需要包管一擊必中的捕食體例，所以對于獵物所處的位置要有更好的把握。（所以逗貓的話，要上下揮舞逗貓棒啊！！！）

我感覺這個謎底是比力可以或許令人信服地詮釋了為什么羊的瞳孔是橫標的目的的。

可是，橫標的目的瞳孔也紛歧心猿意馬是長方形的！也可以像有些青蛙一樣，是橫紡錘形的。

事實上，橫瞳的動物不止是山羊，下面的幾種動物也都是橫瞳。

仍是上面的那個 Science Advances 的研究申明，橫瞳可以或許改釀成像。而長方形的瞳孔對于當作像起到的感化是對像投射到視網膜上的外形發生影響。

Pupil shape and image quality in the model sheep eye.
(A) Schematic sheep eyes viewed from above. The upper plot is for a circular pupil and the lower plot for a horizontally elongated pupil with the same area. The black curves represent, from left to right, the anterior and posterior surfaces of the cornea (radius 11.66 and 13 mm, thickness 0.8 mm, refractive index 1.382), the anterior and posterior surfaces of the lens (radius 9.17 and ?8.12 mm, thickness 9 mm, refractive index 1.516), and the retina (radius 12 mm). The red and green dashed curves respectively represent the focal surfaces for vertical and horizontal contours. (B) Widths of sections through the point spread functions （PSF） for different pupils and retinal positions. The upper and lower plots were computed with circular (2.8 × 2.8 mm) and horizontally elongated (8 × 1 mm) pupils, respectively. The optic axis is in the center of each circular plot. Black concentric dashed circles represent different eccentricities. Colors correspond to the SD of the PSF (a measure of the spread of the PSF cross section) for vertical (left) and horizontal cross sections (right); lighter red corresponds to the smallest SD (that is, the sharpest image) and darker red corresponds to the largest SD (least sharp image). (C) Throughput for circular and horizontal pupils. The contour lines represent regions of constant throughput: red, blue, green, and yellow for 80, 60, 40, and 20%, respectively.

這里我對這個圖做一些稍微具體一點的詮釋：

圖 A 顯示的是圓瞳和橫瞳的在視網膜上。紅色曲線和綠色曲線別離代表了縱標的目的和橫標的目的聚焦面。（紅色=縱標的目的，綠色=橫標的目的）。
圖 B 中顯示的橫瞳和豎瞳對于橫標的目的和縱標的目的光線刺激，在視網膜上對應的反映。圖中紅色越亮，暗示當作像越清洗；紅色越暗，暗示當作像越不清楚。
圖 C 顯示的是圓瞳和橫瞳對光線的經由過程率。紅色代表 80%光線可以或許經由過程，藍色為 60%，綠色為 40%，黃色為 20%。

我感覺這個圖是全文里最有效的圖了。不僅直接顯示了橫瞳對于當作像的影響，也申明了橫瞳可以或許包管動物在程度偏向上在更廣的角度看得更清楚。事實上，有科學家研究表白，綿羊具有大約 270-320 度的寬視角，而山羊的視野規模在 320-340 度之間（人類的視野規模在 160-210 度之間）。【1,2】高下立判！這個級此外橫標的目的視野根基是全景視野了，稍微轉回頭就能看到方圓的一切。固然聚焦能力有限，可是只要可以或許發現捕獵者呈現，他們可以或許逃命就好。

這個是文章的 supporting information,這個不需要權限就能看。Table S1就是所有動物的瞳孔外形和名字的表格，很全。有前提的同窗們想看的話，可以點下面這個鏈接。

References：

Chuan-Chin Chiao, Misha Vorobyev, Thomas W. Cronin, Daniel Osorio, Spectral tuning of dichromats to natural scenes, Vision Research, Volume 40, Issue 23, January 2000, Pages 3257-3271, ISSN 0042-6989, 10.1016/S0042-6989(00)00156-5.(: Spectral tuning; Natural scene; Color vision; Dichromacy; Visual ecology
Judith K Blackshaw. Accessed 11/23/11;

發表于 2019-06-17 23:05
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