世界上 的港海豹 (Phoca vitulina) 是在家园浑浊的沿海水域中视物的能手。这些鳍足动物装备有 灵活的胡须,它们依靠一套感官轻松地在周围环境中导航。即使在如此浑浊的视野下,港海豹可能也会利用其视觉的一个重要部分来确定它们正在朝哪个方向移动。
现在,我们可能对它们如何确定航向有了更多的了解。一项涉及模拟游泳的新研究发现,浑浊水中在海豹视网膜上移动的颗粒可以告诉它们移动的方向。这些发现已详细记录在 于 5 月 29 日发表在《实验生物学杂志》上的一项研究 中。
港海豹常见于 美国东海岸和西海岸。成年港海豹体长约五到六英尺,在离开海洋时会“爬上”(即休息)各种岩石、礁石、沙滩和冰川上。这种 沿海生活方式 意味着它们必须在非常繁忙和浑浊的水域中航行才能生存。
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“我们想知道港海豹是否能通过光流场来确定它们的航向——即海豹在周围环境中移动经过可见物体(包括水中的颗粒)时,在视网膜上产生的运动模式,”罗斯托克大学神经行为学家、该研究的合著者 Frederike Hanke 在一份 声明 中说。
为了研究这一点,Hanke 和团队实际上 为海豹设置了一个带有游戏挑战的街机。他们设计了三种不同的计算机模拟来展示给三只圈养的海豹。第一个模拟在开阔的海洋中移动,点状物从屏幕外朝观看者方向涌来。第二个使用朝向观看者的点状平面来模拟海床在下方经过。第三个模拟使用另一个点状平面,模仿从观看者头顶流过的海面。
然后,该团队 训练了三只海豹——Nick、Luca 和 Miro——让它们就位站在大屏幕前,并向它们展示了模拟场景。通过用头的一侧触摸一个红球,它们被鼓励指示在观看模拟场景时它们朝哪个方向移动(左或右)。作为奖励,它们得到了鲱鱼。
据 Hanke 称,Nick 和 Luca 是游戏老手,轻松掌握了这项新任务。Miro 是新手,但据报道他是一只非常思想开放的海豹,并且“轻松应对所有新情况”。

一旦海豹适应了游戏,该团队就 跟踪了这些动物在观看模拟场景中的点时所做的选择。模拟场景显示,海豹似乎正朝左边 22、18、14、10、6 或 2 度方向,或类似方向的右边方向移动。然后,该团队绘制了海豹的成功和错误,因为它们指示了它们认为在模拟场景中移动的方向。
Hanke 说:“这些是活生生的动物,不是机器人。错误很可能是由于注意力不集中或有时动力不足造成的。”
当团队绘制海豹的成功记录时,很明显这些动物 能够根据视野中流动的点来确定它们的移动方向,这与它们在真正游泳时看到的颗粒状景象相同。即使在光线昏暗的情况下,海豹似乎也能利用它们的视觉,通过水中的物体和颗粒的运动来确定它们的移动方向。
在未来的研究中,该团队希望找出它们是否使用相同的视觉效应来确定它们旅行了多远。