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鸡走路时为什么脑袋一抖一抖的?

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智商就是硬 发表于 2017-8-9 09:59:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  大朋友小朋友们,你们见过鸽子和鸡走路的样子吗?它们走路的时候脑袋一突一突的,样子非常奇怪。

  如果你仔细观察地话,就会发现它们走路的样子是这样的:头先弹到一个地方顿住,然后身体再跟上,接着头再往前弹,就这样一路弹弹弹、弹着前进。

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  ▲鸽形目、鹤形目走路时,先伸脖子,身体再跟上

  这种脑袋一弹一弹是鸟类特有的走路方式。实际上,鹤、喜鹊、鹌鹑等鸽形目、鸡形目、鹳形目(如苍鹭)、鹤形目的鸟类走路时都会一突一突。

  那么这些鸟走路的时候为什么会突突突的呢?

  一开始大家认为,这可能是这样走路比较容易把握平衡吧,毕竟鸟类的脖子这么长(13-25块颈椎,比人类和其他哺乳动物多多了),被身体带着走的话可能会在身体后面甩来甩去,拖到地上就不太优雅了。不如先让头先走,找到一个位置稳住,然后身体再跟上。

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  这样想挺有道理的,因为鸟和人类一样,身体里也有一些控制方位的系统(比如管平衡的前庭系统和感受肌肉运动的感受器)。但是美好的理论经常毁在一些奇葩手里,有人把鸽子的眼睛蒙上后,它们走路时居然就不会突突了。

  为啥看不见了以后就不突突了呢,看来这动作和视觉有关系,和身体位置的变化没有关系啊。

  为了证明这一点,1978年的时候,一个叫弗罗斯特(Barrie J Frost)的科学家在校园里跟踪偷拍了几只鸽子,然后乘它们不注意把它们绑起来做实验。

  用什么证明鸽子突突和眼睛有关捏?抱着绑来的鸽子在跑步机上运动的弗罗斯特有了主意!

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  ▲差不多就这个意思

  他在跑步机上做了一个透明的塑料罩子,然后把鸽子放在里面,强迫它们竞走。他发现如果跑步机的速度和鸽子走路的速度一样,那么鸽子看到的景物永远都是静止的,它们的头就不会突突了。

  如果鸽子跟不上跑步机的速度,鸽子看到的景物就会移动,它们就会开始突突。如果跑步机的速度非常非常慢,鸽子就懒得走了,但是依然会为了让头保持在原来的位置而把脖子伸老长,最后 piaji 一下直挺挺地摔倒。

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  弗罗斯特明白了,在突突的时候,鸽子的头几乎是静止的,鸽子突突原来是为了看清楚东西啊。

  所以说,鸽子脑袋突突就和人走路的时候眼睛盯着一处看(optokinetic response)是一样的道理。

  这事儿说到底还是得怪眼睛。

  对于任何动物来说,视觉和运动都不太匹配。这是因为动物眼睛里的感光细胞是很迟钝的,它要盯着某个东西看20毫秒才能看清那是啥。

  如果动物开始运动的话,迟钝的感光细胞根本还来不及看清就被高速运动的图案甩在了后面。所以不管是鸟还是人,都需要照顾迟钝的感光细胞,尽量为眼睛创造一个不晃的慢速世界。

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  ▲防震鸡头

  那么,鸽子、鸡这些鸟类为什么不能像人那样转眼珠子,而要靠头部运动来保持视线呢?

  这个问题到现在也没有确切的答案,因为鸽子和少数鸟类是能够转眼珠子的,而且不是所有的鸟都会突突。比如所有的水禽,比如鸭子、天鹅走路时就不会突突。

  不过许多人认为,鸟类不喜欢转眼珠,而喜欢转头是因为它们眼珠子太大了,眼珠上没有什么肌肉,转起来不方便,还不如转头呢,毕竟脖子长、肌肉多。

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  ▲看到你的双下巴,变!

  当然了,还有人认为,走路突突可以帮助鸡啊、鸽子啊这些鸟看清物体的深度,获得运动视差(motion parallax)。

  视差是帮助大脑判断物体距离的深度信息。人类的双眼都长在一边,看到的景物大同小异,所以大脑可以比较左右眼看到的东西,然后算出静物的深度。但是,许多鸟类,比如鸽子的两个眼睛各长一边,两个眼睛看到的景色是不同的,所以它们不能像人类那样轻松判断物体的深度。

  在鸽子突突向前走的时候,就好像在拍摄景物的快照。往前突一下,前面的景物变大,后面的景物变小。前后的景象一对比,鸽子的每个眼睛就可以判断景物的深度了。所以,不少鸟类在起飞或落地前头也容易一突一突的。

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  那么许多鸟站着不动的时候会突然开始摇头晃脑,这又是为什么呢?

  这还是和眼睛有关。

  对于任何依赖视觉的动物来说,高分辨率的眼睛非常重要,你肯定希望看得越清楚越好。但是眼睛的分辨率高了,处理器——大脑的负担也就重了,需要长得更大更笨重。有没有方法让眼睛有高的分辨率,同时也可以让脑袋不用那么大呢?

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  ▲ 不人类,大自然给我的大眼和小脸是有代价的,你不知道我是色盲吗?

  大自然的座右铭是:“能省就省”。所以,在视网膜上出现了一小块分辨率最高的地方,叫做中央凹(有些动物叫做视觉带),而视网膜的其他地方其实分辨率很低,比较瞎。

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  ▲人类眼球中中央凹的位置

  想想看如果你的手机镜头只有中间的一个点比较清晰的话,会对自拍造成多大的影响。因为中央凹的面积比较小,能看到的区域也不大,所以为了清楚地看见眼前的图像,眼睛就必须时不时地转动,这样中央凹才能用各个角度观察,把一系列的高分辨率小图拼成大图。

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  ▲你的眼睛是这样看东西的,看得清楚的地方其实只有一小块,是中央凹包办的

  因此,包括人类在内的绝大多数动物每个眼睛只有一个中央凹,而我们的眼睛平常需要不自主地抽动(扫视)才能看得清楚。不怕告诉你,因为这个原因其实每天我们有1个半小时是瞎的。

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  ▲其实你的眼睛会不自主地抽动(扫视)

  但是许多鸟类每个眼睛有2个中央凹,比如海鸥、蜂鸟、翠鸟、燕子,还有绝大多数猛禽。

  为什么抠门的大自然会多给它们一对中央凹呢?

  许多鸟类的眼睛长在身体两侧,因为前面讲到的原因,没有辅助设备的话它们的眼睛看不清景物的深度。不过这些鸟类在空中高速飞行,不知深浅很容易有危险。因此这些需要了解景物深度的鸟类每只眼睛长出了2个中央凹。

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  ▲隼的2个中央凹(红圈内)

  其中一个长在视网膜中央(central fovea),可以看见脑袋侧面的东西。另外一个长在视网膜边上(temporal fovea),主要接收脑袋前方的视觉信息。具体它们的管辖范围是这样的:

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  所以当鸟要看前面的东西时,它们会用边上的那个中央凹。如果看烦了想看看身体两边的东西,就转到视网膜中间的那个中央凹。而大多数鸟的眼球是无法自由转动的,必须转头,所以你会看到它们好像突然给自己加戏一样,站在那里抽搐的样子。

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  好我们再回来看鸽子。鸽子每只眼睛只有一个中央凹,因此它低头吃东西的时候并不能看清楚自己吃的是啥,而且吃不了一会儿就会忘了食物的位置,所以它得时不时抖一下头,确认一下自己吃的是什么。这就是你在喂鸽子的时候它们会摇头晃脑的原因。

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  彩蛋:你其实有点斗鸡,而鸟则有点脱窗

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  一些动物,比如变色龙的两个眼睛可以分别转动。但是大多数动物都不行,因为我们需要两个眼睛看着同一个东西,这样大脑才能知道它的深度。

  所以不论何时,我们的眼睛都是有些斗鸡的。

  鸟类的眼睛呢,就介于人类和变色龙之间了。如果一个眼珠突发奇想想要看什么地方,另外一个也会懒洋洋地跟上。所以鸟其实都有点脱窗啦。

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