同样的玩具球，我应该买红色还是绿色？如果我买了我的猫和狗不喜欢这种颜色怎么办？我相信大多数猫奴都与这个问题作斗争。

但是我想告诉你，你家的主人不会在意玩具球是红还是绿，毕竟在他们眼中的世界里，这两种颜色是没有区别的。

01

猫狗竟是色盲？

不是猫和狗的视力很好吗？为什么他们不能区分红色和绿色？事实上，我们想在这里谈论的不是视觉，而是视觉的一个分支——颜色感知的能力。这种能力被称为颜色视觉，或颜色感知和颜色辨别能力，这是我们感知不同波长光的能力。

白光通过三棱镜镜时，它将被分割成一个彩色光谱。不同波长的光按顺序排列。波长从长到短依次为红色、橙色、黄色、绿色、绿色、蓝色和紫色。当然，这不是简单的七种颜色，但这些颜色之间有一个平滑的过渡。我们可以看到七种以上的颜色。

由于我们眼中的视锥细胞，我们能够识别这种颜色的差异。它们负责将我们看到的颜色转化为神经冲动，并传递给大脑。我们的视网膜上有三种不同的视锥细胞，它们对不同波长的光具有不同的敏感性。传统上，科学家会根据其波长敏感峰值的顺序记录它们（S-）、中（M-）和长（L-）类型，通俗地说，一般称为蓝光、绿光和红光的受体。正是这三个受体相互拮抗、相互配合，才让我们看到了五彩缤纷的世界。

然而，与人类相比，猫和狗的视锥细胞较少，只有两种类型的长度，分别对蓝紫色光和浅绿色光敏感。这种情况与人类红绿色盲患者非常相似——他们缺乏一种中型或长锥细胞，因此无法区分红色和绿色。当然，我们不知道猫和狗的颜色视觉是否会与真正的人类色盲一致。他们看到的彩虹是否只是黄色和蓝色的简单过渡，但至少他们无法区分玩具球是红色还是绿色。

不仅是色盲，猫和狗也是弱患者。他们的视网膜色锥细胞密度远低于人类。在视网膜对颜色最敏感的区域——黄点，狗的视锥细胞密度只有人的十分之一。

但是，我们不能说猫狗眼中的世界是暗淡的，相反，它们的视线可以非常明亮，即使在黑暗的环境中。与视锥细胞相比，我们的视网膜上还有一种叫做视杆细胞的光学受体。尽管视杆细胞没有识别颜色的能力，但它们对光源更敏感，我们可以在夜间看到物体。猫和狗的视网膜上有许多比人类更多的视杆细胞，这就是为什么它们在关灯后仍然能在黑暗的房间里熟练地跑酷。

02

降维攻击

窗口的麻雀也可怜我们，因为我们可怜猫狗眼中的世界不够丰富多彩。

如果我们是三色视觉，那么大多数鸟类都是四色视觉。与人类相比，除了红色、绿色和蓝色受体外，还有一种反应波长较短的视锥细胞。在大多数鸟类中，它们的反应峰值甚至落入紫外线范围。

新的视锥细胞的存在增强了鸟类对颜色的感知。如果红色、黄色和蓝色的混合物仍然可以在一个平面上显示，那么四色的混合物只能在三维空间中显示。我们眼中的灰色物体在鸟眼中可能是五颜六色的，就像狗眼中的黄色物体。我们看起来又红又绿。

而且在鸟类的视锥细胞中还有一种先进的结构，是我们哺乳动物所没有的。在鸟类视锥细胞中真正的颜色感受器之前，有一个小油滴，可能被高浓度的类胡萝卜素染成黄色到红色，然后作为过滤器，使锥细胞的颜色识别更加准确和特殊。科学家们发现了六种不同颜色的液滴，其中一种接近无色透明。

在不同的鸟类中，锥体细胞中的油滴类型是显著不同的。如果它们处于更相似的生态位，那么在遥远的物种之间可能会有更相似的油滴类型分布。也许这是因为在自然选择的压力下，油滴的变化可能比锥体细胞的变化更快。

当然，鸟类也有例外。猫头鹰视网膜中的视锥细胞总数非常小，其中大部分是感觉光线较弱的视杆细胞。因此，猫头鹰的视力很可能接近纯色——这是与猫并排的。

03

丰富多彩的壁虎夜生活？

许多夜行动物，包括猫和猫头鹰，在高分辨率和颜色之间，选择了前者。但是壁虎说：我想要。

头盔守宫（

Tarentola chazaliae

壁虎眼睛出色的光学性能促使它们在夜间感受到世界的丰富多彩，而它们眼底的视锥细胞又大又密集。科学家推断，可能是一只日本蜥蜴找到了一个合适的夜间生态位置。为了适应新的环境，他们不得不改造有先天缺陷的视觉系统，用更好的光学系统和更强大的视锥细胞来克服视杆细胞缺失带来的麻烦，最终效果看起来不错。

04

硬件不够，算法来凑

鱿鱼和章鱼等头足动物的眼睛似乎与人的眼镜相似，但事实上，它们是独立进化的——眼睛在进化学史上已经单独出现过很多次。毕竟，它们很容易使用。

在某种程度上，鱿鱼的眼睛比脊椎动物的眼睛更合理。脊椎动物的视神经纤维位于视网膜外侧。当这些神经通过视网膜进入视神经时，它们会在视网膜上留下一个无法感知的盲区；鱿鱼和章鱼的视神经纤维位于视网膜后部，直接无缝地聚集成视神经，根本不影响成像。

但是他们的眼睛也不是没有问题，头足动物的眼睛里只有一个光学受体，换句话说，他们只能看到黑白和灰度，所以他们的生活不如狗。然而，如果你对鱿鱼的变色习惯有一点了解，你很难毫无疑问：它看不到颜色。它如何使自己的颜色与环境相同，为什么要在色盲的异性面前炫耀自己的色彩——如果它是鱼的天敌，就更容易看到它？

面对这样的分歧，科学家指出，鱿鱼章鱼也可能有五颜六色的视觉，而秘密就藏在它们奇形怪状的眼睛上。

脊椎动物的瞳孔大多是圆圆形的。这种瞳孔便于将光源聚焦在一个点上，并获得更清晰的图像。鱿鱼的瞳孔完全相反，U形的、W形状各异，这样的瞳孔不能在视网膜上形成简单清晰的影响，但由于光源波长不一致，会在图像边缘产生丰富多彩的晕影。

只要有足够的计算率，这些光晕图案就可以准确地恢复物体本身的颜色，当然，这也对颜色本身有一定的要求。如果它是一种单一的颜色，或两种类似的颜色，它们很难产生明显的光晕，这就是为什么一些研究报告说鱿鱼没有颜色视觉；鱿鱼擅长识别明暗交叉的颜色，也就是说，当相机遇到紫色边缘问题时，相同的场景。

05

最复杂的彩色视觉其实是……

螳螂虾，或虾蟋蟀（Stomatopoda 目标成员)可能是地球上最复杂的彩色视觉动物群体，因为它拥有高达 12 到 16 不同的光学受体。我们无法想象他们眼中的彩虹有什么样的爆裂效果，更不用说十几维可见光和紫外线的混合，他们甚至可以感知到圆形偏振光——他们仍然是唯一具有这种特殊能力的群体。

审批|黄乘明 中国科学院动物研究所研究员

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