一隻大蜻蜓的每隻複眼中,可能多達3萬個微小的晶狀體。圖/克拉克
文/呦呦
這道門沒開,總有另一扇窗。自然界的昆蟲,在演化中展演著這個道理。
昆蟲視界 拼貼成像
地球上的昆蟲約有550萬種,是動物群體中的最大類,物種推估逾百萬種。你認識那些昆蟲?獨角仙、七星瓢蟲、彩豔吉丁蟲、蝗蟲……或見過鍬形蟲、蜻蜓、蝴蝶嗎?
昆蟲的身體構造分3部位,有頭節,胸節和腹節。跟人類不同,人類的一雙眼就是靈魂之窗,可以辨識物體形態和色彩。昆蟲的眼有複眼和單眼,用來成像的是複眼,複眼可由1個到上千、上萬個的小眼構成。
玩過電玩Minecraft,或看過馬賽克磁磚拼貼?那就像昆蟲眼中的世界。每種昆蟲的複眼有著數量不一的小眼,宛如鏡頭,各有各的視野,會獨立感光,雖然不能單獨成像,但一塊一塊拼接,就能合成一幅馬賽克影像全貌。
然而複眼並非都具有視力,如牆角的螞蟻、衣櫥的衣魚,及大多數的昆蟲幼蟲,構造簡單只有1到十幾個小眼,無法有辨別功能,就靠皮膚、茸毛等感官感知物體。
近視一族 藍紫映象
除了複眼,昆蟲還有0到3隻單眼,在複眼中間偏上方,構造相對簡單。雖然稱為眼,功能卻是辨識光線明暗,輔助複眼掌握方向、距離、位置來移動,並非成像。如蝗蟲頭部兩側有一雙複眼,複眼間的3個小小隆起,就是單眼。
昆蟲複眼呈現的影像,色彩跟人類所見並不相同。人類能夠看到藍綠紅色,昆蟲的視覺少了紅色,偏向藍紫色調;蜜蜂更甚,紅色外也無法分辨綠色,只能感應紫外光和黃藍色。但能夠感應人類無法看見的紫外光,就是昆蟲的視覺特性,所以即便人類視覺感到昏暗,在昆蟲眼中色彩依然鮮豔耀眼。
昆蟲複眼占頭部比例極大,尤其擅長飛翔的昆蟲更明顯,如蒼蠅和蜻蜓。有著一雙巨大複眼的蜻蜓,有的品種不只距離相近,甚至在頭部相連,擁有360度的環繞視野。
複眼中的小眼愈多,解析度也愈高。如昆蟲界的視力之王蜻蜓,有著1萬到2萬8000個小眼;優雅穿梭花叢的蝴蝶,小眼介於1萬2000到1萬7000個;其實不會橫衝直撞的蒼蠅則有4000~5000個。
但即使是這些佼佼者,還是難有清晰如人類的正常視力,昆蟲可都是大近視。蜻蜓清楚的視物距離是1到2公尺,蝴蝶次之,蒼蠅的可視範圍只4到7公分,意想不到吧!
昆蟲的視力如此不佳,採花蜜、抓獵物、逃脫,怎能那麼準確、迅速?
視力差不代表反應慢,昆蟲對於物體的位移極度敏銳,例如蜜蜂的反應時間只須0.01秒。
慢速播放 顏彩鮮明
複眼在影像解析度上,要比人類眼睛低得多,但時間解析度卻遠高於人類。原因是每個小眼內部有光接受器,在接收光線刺激後可疾速恢復,再次接收刺激,速率比人眼可快上5倍、10倍。
因此以人眼能辨識的1秒24格速度播放動畫,在昆蟲的複眼裡,是慢速播放一般。若要讓昆蟲欣賞動畫,得用上1秒240格的速度。
有些昆蟲的複眼更敏銳,可感應偏振光,人眼中一朵顏色差異不大的花,此時更具細膩的層次感,愈往花心色彩愈鮮明。
再加上視野大,能有效計算目標的方位、距離,種種要素加乘後,就明白為何蚊子、蒼蠅總難以一掌擊中,人類在牠們眼中是標的鮮明的慢郎中。
自然蝴蝶要發現蜜源在哪,蒼蠅感知危險要逃離,蜻蜓要追蹤獵食,是昆蟲經過演化而俱來的天賦,正適合牠們的生存需求。
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