揭開動物眼睛的奧秘
時間：2010年8月18日 來源：呼倫貝爾日報
在所有感覺器官中，眼睛大概是動物王國中變化最多樣的。數(shù)百萬年的進化已經(jīng)形成了10種以上的動物視力系統(tǒng)，每一種都要特別適應(yīng)它們各自的需要。 科學(xué)家對各種動物眼睛進行了觀察，當(dāng)他們設(shè)計人造光學(xué)系統(tǒng)時，就可以參照不同的動物眼睛來設(shè)計。從鳥類到昆蟲，從鯨到魷魚，科學(xué)家從動物王國的所有成員中獲得靈感，以設(shè)計高性能的人造眼睛。 美國加州大學(xué)生物工程師、納米技術(shù)專家雷盧克闡述了最新研究，并將其發(fā)表在近日出版的《科學(xué)》上。
人類的眼睛是典型的相機型眼，用一個單鏡頭(眼珠)將圖像聚焦到光敏感的視網(wǎng)膜上。其他自然界中的相機型眼有的還能偽裝，而我們的眼睛卻不能。比如，鳥的眼睛有特別的肌肉，能改變晶體的厚度和角膜的形狀。鯨的眼睛有特別的“水壓”，通過注水和排水來調(diào)壓，從而可以讓它們的晶體前后移動，使其離視網(wǎng)膜忽遠(yuǎn)忽近。這種獨特系統(tǒng)可以讓鯨在水里水外都能看得一清二楚。
彈涂魚生活在水里，但它們時常爬到岸邊的樹上，在陸地上呆幾個小時，因此，它們的眼睛是典型的陸地型眼睛。而它生活的水域大都是水質(zhì)混濁的池塘，水下的視力好壞也無關(guān)緊要。
鼓蟲生活的水域是清澈的，因為它在定居問題上選擇了水陸兩棲，因此大自然毫不吝嗇地給了它兩對眼睛，一對在水里用，另一對浮出水面用。
非洲中部湖泊里的一種四眼魚，能敏捷地躍出水面，捕食正在飛行的昆蟲。說它是“四眼魚”，實際上它只有兩只眼，這兩只眼睛的特別之處在于，瞳孔上下徑伸長，并被一層間隔將眼睛橫截成兩部分，其透明介質(zhì)上部的折射介質(zhì)適應(yīng)于在空氣中看東西，眼睛的下半部則適應(yīng)于水中觀察。
鸕鶿等一些鳥類既要在飛行中遠(yuǎn)望，又需在水中捕魚時看清近距離的景物。它們可以在極大的范圍內(nèi)調(diào)整晶狀體的曲率。通常年輕人眼睛的折射率不足15個屈光度，鸕鶿則高達(dá)40~50個。因此，它們既能在稠密的水草中搜尋小魚，又能發(fā)現(xiàn)高空中盤旋、隨時都有可能發(fā)動突襲的猛禽。
深海軟體動物的眼睛，直徑達(dá)20厘米，是具有延伸功能的套迭型眼睛。它們的瞳孔很大，可以將盡可能多的光線收入眼簾，在靈敏度極高的感光成分上聚焦。貓頭鷹是善于夜戰(zhàn)的動物，光線再弱它也能明察秋毫。它看東西所需要的光，強度僅為人眼需求的1/100。
貓眼在黑暗中閃閃發(fā)光，狼眼在夜色中陰森可怖，其實它們的眼睛本身并不發(fā)光，但能反射進入眼睛的月光、星光和其他微弱的光線，并將這些光線匯集于眼睛的后表面上，所以才使它們的眼睛光彩照人。一類是復(fù)眼，另一類是相機眼。
章魚眼的單晶體像洋蔥一樣分層，每層都有稍微不同的光學(xué)特性，以利于章魚快速聚光，還擁有極大的視野。雷盧克他們制造的晶體與這些相機型眼睛相似，通過改變特殊水室的液壓來調(diào)焦。這些被稱為“微型雙重”晶體具有2種不同的形狀，兩邊都彼此鼓起或都向一邊彎曲，以調(diào)節(jié)焦距和視野。像這樣的晶體可用作細(xì)胞相機、體內(nèi)醫(yī)學(xué)圖像儀和光學(xué)圖像貯存等。
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