小型、快速的动物的时间过得更快

蜻蜓感知变化的速度比人类快三倍多。
A bright blue and green dragonfly.
一只明亮的蜻蜓。 Deposit Photos

一年这个时候,随着白天变短,日历也只剩最后一页,很多人很容易问:“时间都去哪儿了?” 时间感知因人而异,部分原因是时间测量是一种社会建构,但也由于生物学差异——即使是人类以外的动物也是如此。

12 月 20 日在英国生态学会年会上公布的一些初步研究表明,感知时间最快的动物通常是会飞的、体型小的或者海洋掠食者。

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这项有待发表的研究考察了 138 个物种,并分析了它们感知世界变化的速度(即它们感知世界变化的比率)。研究小组发现,生活节奏更快的动物配备了能够以更高速率检测变化的视觉系统。

“快速的视觉有助于物种感知环境中的快速变化。如果移动速度快或需要精确定位移动猎物的轨迹,这种对变化的详细感知非常有益,”爱尔兰戈尔韦大学的生态学家 Kevin Healy 说,他介绍了这项研究。

蜻蜓能够以最高速率检测到变化,其视觉每秒可以感知 300 次变化,即 300 赫兹 (300 hz)。这比人类快得多,人类每秒只能处理 65 次变化 (65 hz)。

在脊椎动物中, Pied flycatcher(斑鹟),一种类似麻雀的小鸟,以 146hz 的速度获得了最快眼睛的称号。狗以 75 hz(比人类快)的速度计时,而鲑鱼的视觉速度为 96hz。

仅为 0.7hz 的棘冠海星在这项研究中拥有最慢的眼睛。

一个意想不到的发现是,许多陆地捕食者与其水生同类相比,感知时间的速度相对较慢。

据 Healy 介绍,“我们认为这种差异可能是因为在水生环境中,捕食者在扑向猎物时可以不断调整自己的位置,而在陆地环境中,像跳蛛这样的捕食者一旦发起攻击就无法进行调整。”

快速的时间感知需要消耗大量能量,并且受到与眼睛视网膜细胞相连的神经元能够多快充电的限制。根据这项研究,对于不需要如此快速视觉的动物来说,这些能量更好地用于繁殖或生长。

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不出所料,即使在同一物种内部,包括人类,对时间的感知也存在差异。一些研究表明,足球守门员可以以更高的速率看到变化,而咖啡可以在短时间内轻微地提升感知能力。

这项分析依赖于许多使用闪烁光实验来测量时间感知的研究数据。在这些实验中,让灯光闪烁,并使用视网膜电流图测量眼睛的视神经将信息发送到大脑的速度。视网膜电流图进而测量了临界闪烁融合频率,即动物能够检测到灯光闪烁速率的速度。

这项研究将有助于阐明动物环境中多个方面,特别是捕食者与猎物之间的相互作用。

“通过研究从蜻蜓到海星的各种动物,我们的发现表明,物种对时间的感知本身与其环境变化的速度有关,”Healy 说。“这有助于我们理解捕食者与猎物之间的互动,甚至光污染等因素如何对某些物种产生比其他物种更大的影响。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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