3D电影是一种爱恨交织的体验。你可能非常喜欢那种东西仿佛从屏幕中冲出,近在咫尺,你几乎能触碰到它的感觉,或者完全被它吓到。无论哪种情况——它起作用的唯一方式就是能够同时使用我们两只眼睛来捕捉图像并感知其虚幻的深度。
但正如一项新研究表明,乌贼也能体验到这种现象。当戴上3D眼镜,面对屏幕上播放的3D电影,屏幕上有一只虾游过,它们实际上试图用触手抓住它。
这些新发现被刊登在《科学进展》的一项研究中,它展示的不仅仅是乌贼“捕食”虚拟猎物的能力——它表明它们的视觉系统具有立体视觉或“双眼视觉”的能力。
双眼视觉是大脑利用来自我们双眼的图像来创造深度感知的方式。人类拥有这种能力——这就是我们知道有什么东西要打到我们脸上,或者我们需要伸手去抓住某物。有一段时间,人们认为只有灵长类动物和人类能够做到这一点,因为我们的眼睛是朝前的。但事实证明,相当多的其他生物也通过这种方式判断距离。
另一种无脊椎动物——祈祷螳螂——也是这样进化的,正如大约一年前它们自己的小型3D眼镜研究所证明的那样。乌贼是另一种复杂的无脊椎动物,所以明尼苏达大学生态学教授、作者特雷弗·沃迪尔(Trevor Wardill)有了利用它们进一步研究立体视觉的想法。
沃迪尔在首次向马萨诸塞州海洋生物实验室的同事提出项目时说:“公平地说,当我们提出项目时……他们认为这有点疯狂。”“他们并不真的期望它能成功,但我们相当确定我们应该尝试。”
沃迪尔说,让乌贼主动戴上眼镜而不试图摘掉它们,并真正观看屏幕,这本身就足够困难了。这个过程需要将魔术贴粘在它们粘液覆盖的身体顶部,把眼镜戴在它们的头上,并让这些生物保持愉悦和分心,以免它们捣乱(或弄得到处都是墨水)。
但当这些动物终于聚焦在屏幕上时,它们准确地“捕食”了屏幕上的虾,创造了一种只有在使用双眼视觉时才能看到的深度幻觉。
“给滑溜溜的、有触手的无脊椎动物戴上小眼镜听起来既可爱又滑稽,但这实际上是一项了不起的成就,”伦敦自然历史博物馆的视觉生态学家、博士后研究员凯特·托马斯(Kate Thomas)说,她没有参与这项研究。
这种深度幻觉是通过使用两种不同颜色的图像产生的,这两种图像通过两个不同的镜片看到,然后大脑计算它们之间的距离。尽管乌贼是色盲,但眼镜中的彩色滤光片能将显示器中的准确颜色发送到右眼。沃迪尔补充说,它们只能将每只眼睛中的图像视为各种灰度强度。
奇怪的是,大多数具有立体视觉的动物的眼睛是“联动”的——这意味着它们同时看向同一个物体。乌贼的眼睛是分开移动的,直到它们注意到猎物的那一刻。
沃迪尔说,乌贼在“联动”眼睛方面并不擅长,但它们仍然能够捕食。还需要进一步研究乌贼的眼睛实际上是如何工作的,以及它们如何利用线索和空间信息来捕捉它们的食物。
它们缺乏联动眼睛并不是乌贼立体视觉唯一不同之处。研究发现,这些生物还能检测到“反相关”刺激的距离,其中每只眼睛看到的图像与另一只眼睛的图像完全相反(想象一只眼睛是黑白,另一只眼睛是白黑)。
人类需要每只眼睛的亮度匹配才能判断距离,所以这种刺激的对比度使得我们很难感知。但祈祷螳螂那小小的脑袋可以轻易地在这些刺激中看到深度。
托马斯说,这项研究证明了趋同进化,因为这些生物在进化路径上与人类相距甚远,但在某些方面却与我们相似。“我认为,一个与蛤蜊关系比与我们关系更近的动物,不仅进化出了与我们相似的眼睛,而且处理来自这些眼睛的图像的方式也与我们产生深度感知的方式相似,这是非常迷人的。”
尽管这是有趣的结果,但它们不应该太令人惊讶——并且在乌贼的日常需求背景下,它们实际上很有道理。沃迪尔说,双眼视觉使捕食更容易,因为你可以在不移动或进行多次尝试来捕捉食物的情况下看到眼前的猎物。毕竟,如果乌贼不断地把虾吓跑,它可能抓不到多少虾。
沃迪尔说,如果说有什么令人惊讶的,那就是这些动物竟然能把眼镜戴住。