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蝦蛄神奇的眼睛

2019-09-16    

中國照明網報道

   作者:宋昌斌  

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導語: 蝦蛄類起源于中生代的侏羅紀,全世界約有400種蝦蛄,大部份分布于熱帶和亞熱帶的海岸,底棲性。被抓時腹部會射出無色液體,所以又被稱為攋尿蝦(常誤寫為瀨尿蝦或賴尿蝦)。蝦蛄亦稱螳螂蛄。

  蝦蛄類起源于中生代的侏羅紀,全世界約有400種蝦蛄,大部份分布于熱帶和亞熱帶的海岸,底棲性。被抓時腹部會射出無色液體,所以又被稱為攋尿蝦(常誤寫為瀨尿蝦或賴尿蝦)。蝦蛄亦稱螳螂蛄。

  在我國、日本、韓國及東南亞各國沿海都有分布,是海產經濟動物。種類多達幾十種,主要有口蝦蛄、黑斑口蝦蛄、尖刺口蝦蛄等,見圖一,我國大部分地區民間稱之為皮皮蝦。蝦蛄因其肉質鮮美,營養豐富,倍受人們喜愛,是人們餐桌上的美味佳肴;它還有藥用價值,能治小兒尿疾(因此又稱為:瀨尿蝦)等。

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圖一、蝦蛄

  蝦蛄的眼睛構造和高等脊椎動物發達的眼睛相似,蝦蛄的眼睛同樣有感光細胞,視網膜中對光敏感的細胞為視桿細胞和視錐細胞。其視錐細胞接納明亮的光,有辨色與精細分辨能力;視桿細胞接納弱光線,光敏感性高,無辨色和精細分辨能力。

  生物對光的敏感度都有很大差異,如大多數人類之外的其他哺乳動物是二色視者;嚙齒類動物(如貓頭鷹)只有視桿細胞,往往是單色視覺,并且辨色能力較弱;蜜蜂還能看見偏振光。

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圖二、視桿細胞、視錐細胞

  人類不能看到紫外線,但許多節肢動物和脊椎動物可以,如蜜蜂、鸚鵡和蜘蛛都能看到紫外線,蝦蛄也是其中一種。

  能看到紫外光僅僅是蝦蛄的眼睛的優點之一。蝦蛄具有發達的、性狀突出的眼睛。眼柄幾乎是連續運動,能夠在3個旋轉軸上獨立運動。蝦蛄的眼面被“中間帶”分隔成背側眼面和腹側眼面。如圖三所示。通過圖四對中間帶解剖圖的分析可見,蝦蛄的眼睛包含16種不同的感光細胞,其中14種都分布在眼睛的中間帶上。其中第1-4行(R1-R4)包含12種具有色彩辨別能力的細胞,主要用來調整并實現最大范圍的光譜覆蓋;行5(R5)和行6(R6),這是專門為偏振視覺; 而第8行(R8)包含4種用來感知紫外光線的細胞。因為蝦蛄的眼睛含有對紫外線感光的細胞,即含有感光色素R8細胞,紫外視覺可以提高中層捕食者和獵物的視覺辨別能力;DH和VH負責空間視覺和運動檢測等標準視覺任務,即單色視覺和深度依賴。這些感光細胞經檢測均為耐光的天然色素。

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圖三 蝦蛄眼睛的中間帶

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圖四 中間帶側視解剖圖

  圖五為人類與蝦蛄視覺范圍的對比圖。蝦蛄這種海生甲殼綱動物有著非同尋常的視力,具有現今人們已知動物中最復雜的視覺系統。它能夠分辨出12種顏色和多種形式的偏振光。相比之下,人類只能分辨出其中3種。蝦蛄具有比人類更寬的可見光譜范圍,其辨色能力也更強,可覆蓋紫外和紅外波段。這也能夠給出蝦蛄從人眼的黑白圖像辨別出彩色的合理解釋。

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圖五 人類與蝦蛄的視覺范圍對比

  如果有照明設計師對水生動物眼睛生理結構光學仿真感興趣,想設計出一款別出心裁的燈具,蝦姑的眼睛應是典型的研究對象,我也愿意大力協助。

  (本文感謝大連海洋大學邢坤老師提供的材料)

編輯:嚴志祥

來源:中科院半導體研究所

   作者:宋昌斌  

標簽:蝦蛄  眼睛  生物  光敏感  

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