仔細(xì)觀察過(guò)貓頭鷹的小伙伴會(huì)發(fā)現(xiàn)，貓頭鷹的眼睛總是炯炯有神，直直地盯著前方，幾乎從不轉(zhuǎn)動(dòng)。其實(shí)，這并不是錯(cuò)覺(jué)——貓頭鷹的眼球結(jié)構(gòu)確實(shí)使其無(wú)法在眼眶中轉(zhuǎn)動(dòng)。它們是極少數(shù)雙眼朝向前方、具備面盤(pán)結(jié)構(gòu)的鳥(niǎo)類(lèi)，視覺(jué)立體感極強(qiáng)。在分類(lèi)學(xué)上，它們被單獨(dú)歸為鸮形目，擁有一套獨(dú)特的視覺(jué)與感知系統(tǒng)。那么，為什么貓頭鷹的眼睛不能動(dòng)呢？這背后隱藏著怎樣的生物奧秘？

面盤(pán)形態(tài)各異的鸮形目（圖片來(lái)源：北京自然博物館）

貓頭鷹的眼睛其實(shí)是“眼筒”

貓頭鷹的眼睛與人類(lèi)有著本質(zhì)上的差別。人眼是球形的，嵌在眼眶內(nèi)，可以通過(guò)六條眼外肌靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上下左右的目光移動(dòng)。然而貓頭鷹的眼睛卻呈長(zhǎng)管狀，科學(xué)上稱(chēng)為“眼筒”。

貓頭鷹的頭骨，能看出眼睛呈長(zhǎng)管狀（圖片來(lái)源：[7]）

這種眼筒結(jié)構(gòu)是為了最大限度地增強(qiáng)視覺(jué)靈敏度和進(jìn)光量。與球形眼睛相比，眼筒能容納更大直徑的晶狀體和視網(wǎng)膜，這就好比在暗夜中用上了“超大光圈”的相機(jī)鏡頭。因?yàn)橐归g光線微弱，貓頭鷹為了提高視覺(jué)靈敏度，不得不犧牲眼球的活動(dòng)能力——也就是說(shuō)，它們選擇了“看得更清”而不是“看得更靈活”。

（圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

由于眼筒結(jié)構(gòu)不適合在眼眶中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，貓頭鷹的眼睛基本上是固定在頭骨里的。這也就導(dǎo)致了它們無(wú)法像人類(lèi)那樣僅用眼球轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)掃視環(huán)境，必須依靠轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)頭部來(lái)調(diào)整視線方向。

貓頭鷹的頭部可以旋轉(zhuǎn)270度？

眼睛不能動(dòng)聽(tīng)上去似乎是一種劣勢(shì)，畢竟靈活的目光有助于快速捕捉移動(dòng)的獵物。但貓頭鷹并沒(méi)有因此成為視覺(jué)上的弱者。相反，它們通過(guò)其他方式補(bǔ)償了眼球轉(zhuǎn)動(dòng)的缺陷。

最引人注目的便是貓頭鷹驚人的頭部旋轉(zhuǎn)能力。在不少紀(jì)錄片或照片中，我們都能看到貓頭鷹將頭轉(zhuǎn)得幾乎“倒過(guò)來(lái)”的畫(huà)面。事實(shí)上，貓頭鷹可以將頭部旋轉(zhuǎn)達(dá)270度，幾乎可以回頭看自己背后。

貓頭鷹可以將頭部旋轉(zhuǎn)達(dá)270度（圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

這種旋轉(zhuǎn)能力來(lái)自于其獨(dú)特的骨骼與血管結(jié)構(gòu)：貓頭鷹的頸部擁有14塊頸椎骨（人類(lèi)只有7塊），這為其提供了更多的靈活性；此外，它們的椎動(dòng)脈通過(guò)寬大的骨管穿過(guò)頸椎，血管結(jié)構(gòu)具有備用血液通路，能防止快速轉(zhuǎn)頭時(shí)造成血流中斷或腦缺氧；特殊的肌肉和韌帶結(jié)構(gòu)，也讓貓頭鷹可以“輕松”完成大幅度旋轉(zhuǎn)，而不會(huì)造成損傷。

貓頭鷹的頸動(dòng)脈和椎動(dòng)脈之間存在獨(dú)特的血管連接，允許血液在兩條血管之間交換（圖片來(lái)源：[1]）

貓頭鷹是如何成為“夜視高手”的？

雖然貓頭鷹的眼睛不能動(dòng)，但其視覺(jué)性能卻令人驚嘆。尤其是在夜晚，它們是當(dāng)之無(wú)愧的夜視高手。

首先，貓頭鷹的視網(wǎng)膜上分布著大量的桿狀細(xì)胞。這類(lèi)細(xì)胞對(duì)弱光極其敏感，使得貓頭鷹在微光環(huán)境下也能分辨出獵物的輪廓和運(yùn)動(dòng)。其次，貓頭鷹的雙眼朝前排列，使得它擁有極強(qiáng)的立體視覺(jué)和距離判斷能力。這在捕獵時(shí)至關(guān)重要，因?yàn)樗芫珳?zhǔn)判斷獵物的位置與距離，確保撲擊一擊即中。

視網(wǎng)膜內(nèi)的細(xì)胞組成（圖片來(lái)源：[5]）

值得注意的是，這種前置的雙眼結(jié)構(gòu)，也就意味著貓頭鷹的視野范圍較窄，約為110度，其中雙眼重疊的立體視覺(jué)范圍為70度。相比之下，人類(lèi)的雙眼重疊區(qū)域約為120度，整體視野約為180度。因此，貓頭鷹更加依賴(lài)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)掃描周?chē)h(huán)境，這也解釋了為何它們的“頭動(dòng)得特別多”。

精準(zhǔn)飛行單純是視覺(jué)的功勞嗎？

有趣的是，盡管貓頭鷹的眼睛不轉(zhuǎn)動(dòng)，視野相對(duì)狹窄，但它們卻能在黑夜中精準(zhǔn)飛行，避開(kāi)樹(shù)枝、繞過(guò)障礙，悄無(wú)聲息地逼近獵物。這要?dú)w功于貓頭鷹不僅僅依賴(lài)視覺(jué)，還調(diào)動(dòng)了極其敏銳的聽(tīng)覺(jué)。

貓頭鷹的耳孔位置并不對(duì)稱(chēng)，有的一邊略高，有的一邊略低，這種“偏心耳”設(shè)計(jì)讓它們可以準(zhǔn)確地判斷聲音的方向和距離，甚至可以在完全黑暗的環(huán)境中僅憑聲音定位獵物。這就為視覺(jué)的局限性提供了強(qiáng)有力的補(bǔ)充。

一些貓頭鷹種類(lèi)，比如西倉(cāng)鸮，有著不對(duì)稱(chēng)的耳孔（圖片來(lái)源：[6]）

此外，貓頭鷹的飛行方式也與眾不同。它們擁有特殊結(jié)構(gòu)的飛羽，能在飛行中有效削弱空氣振動(dòng)，幾乎無(wú)聲飛行。這讓它們可以在黑夜中悄然接近獵物，而不會(huì)驚動(dòng)目標(biāo)。

貓頭鷹的羽毛是毛絨絨的，使其能夠做到“靜音飛行”（圖片來(lái)源：[4]）

貓頭鷹的眼睛雖然不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但這并不妨礙它們成為黑夜中的王者。在黑暗的叢林里，正是這份看似僵硬的凝視，使它們成為悄然無(wú)聲、百發(fā)百中的捕獵高手。

參考文獻(xiàn):

1.Krings M, Nyakatura J A, Fischer M S, et al. The cervical spine of the

American barn owl (Tyto furcata pratincola): I. Anatomy of the vertebrae and regionalization in their S-shaped arrangement[J]. PloS one, 2014, 9(3): e91653.

2.https: //mp.weixin.qq.com/s/ba6tMyJYZv4GhYeZWufnqA

3.https://mp.weixin.qq.com/s/O0HrKjP48I1nmdpKDxRY8Q

4.https://mp.weixin.qq.com/s/ NSh-5KbX1zJFa_rsghyf-A

5.h ttps://mp.weixin.qq.com/s/ -4OK1bAQub4QdZxSDiB90A

6. h ttps://mp.weixin.qq.com/s/ bapKwbnwVicX0vE-HFFeUg

7.https://www.aiwc.ca/blog/owl-eyes-natures-night-vision-goggles/

來(lái)源：力學(xué)科普

編輯：小鹿

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