红色皇后
说起“夜猫子”,我们会想到猫、猫头鹰和晚上不睡早上不起的人。虽然人类的夜晚已经灯火通明,我们多少还是把熬夜行为视作另类。其实在哺乳动物中,晚上睡、早上起才是特殊情况。
在中生代,统治环境的大型动物是恐龙等爬行类动物,哺乳动物大多体型很小、夜间活动,这样才能躲开在白天活动的恐龙。所以,我们的老祖先其实是“夜猫子”。而哺乳动物的很多特征,都体现出夜间生活对进化的影响,比如温血(在寒冷的夜间保持活力),皮肤和眼睛防紫外线的部分能力消失,但最为典型的例子是眼睛。
你的“夜眼”我的“昼眼”好像不一样
明亮的白天和无月的黑夜,亮度差距达到惊人的一亿倍。所以,在夜间生活,眼睛很关键。在夜间活动的鸟类和蜥蜴,角膜面积比较大,而在白天活动的鸟类和蜥蜴,眼球的长度(从眼球里面到外面)更长。
如果把眼睛想象成老式照相机,那么角膜就是照相机镜头,而视网膜就是胶卷。光线要通过角膜投到视网膜上,才能看到东西。角膜越大,照进眼睛的光越多;眼球越长,投在视网膜上的图像面积越大,看到的细节也就越多。所以“夜眼”着重于对光的敏感度,而“昼眼”着重于看得清楚。
哺乳动物的眼睛又是怎样的呢?人类和一些灵长类近亲,比如大多数种类的猴子,拥有“昼眼”——眼球长,看得清楚。而其他兽类,不管是不是在夜间活动的,都长着“夜眼”——角膜大,对光敏感。在白天活动的其他兽类,可以通过缩小瞳孔来减少进光量,所以不用把角膜变小。
虽然中国有六亿人近视,但要说到视野的清晰度,我们在哺乳类里还是数一数二的。当然这是以“昼眼”的标准来衡量的,如果按照猫的标准,我们就是夜里的“睁眼瞎”了。
两眼朝前竟有这样的好处
另一个值得注意的特征,是眼睛的位置。说到猫头鹰,你就会想到两个直勾勾盯着你的大眼珠子。而白天活动的鸟,几乎都是两只眼睛长在脑袋两边的。
两只眼睛盯着同一个地方,能够形成判断物体远近的立体视觉。食肉的哺乳动物,比如猫,就有两只朝前的眼睛。猫头鹰是捕食者,双眼朝前能判断猎物的距离,要不然怎么叫“猫”头鹰呢?
两眼朝前,视野重叠,能捕捉更多的光,有利于增强夜视力,这对夜间活动的哺乳动物是有利的。这也是我们夜行性的老祖先留下来的一个印记。
夜间生活对哺乳动物眼睛的另一个改变,是“这题不会,就放弃”。昼夜的亮度差别摆在那里,无论怎样提升视力条件,也不可能像白天那样看得清楚,索性放弃视力,发展其他感觉。许多哺乳动物的视觉相当差,眼睛小,视神经弱。作为补偿,它们的嗅觉和听觉更加敏感,并进化出一种特殊的毛发——触觉胡须。须根部具有敏感的触觉神经,让胡须具有盲杖的作用。
早期的灵长类动物也是夜行性动物,但它们是依赖视觉的捕食者,在树枝间捕捉昆虫,所以它们进化出了大眼睛和不错的视力,这种能力为后代所继承。恐龙灭绝之后,被子植物繁茂起来,一些原始的灵长类动物转向白天活动,以被子植物为食,逐渐演化出适应白天的眼睛,从而造就了我们这样的“异类”。
人类,兽类色盲里的“漏网之鱼”
复习一下前面的内容:我们能看到东西,是因为光照在了视网膜上。视网膜上有两种细胞,一种感应弱光的视杆细胞,一种感应强光的视锥细胞,视锥细胞上附着特殊的蛋白质,叫视蛋白。不同的视蛋白对不同颜色的光敏感,决定了动物能看到什么颜色。
在恐龙时代之前的古生代,我们的老祖宗还是鱼,它们进化出了四种视蛋白。现在的很多脊椎动物,比如鱼和鸟类,仍然保留了四种视蛋白,也就是说,它们能看到很多颜色的光。而哺乳类动物习惯了夜间生活,这使它们更多地依赖感应弱光的视杆细胞,感应强光的能力連同色觉被严重削弱了。
大多数兽类只有两种视蛋白,可以说它们都是色盲,比如猫。这也是为什么大部分兽类不像鸟和鱼那样绚丽多彩的主要原因,拥有色觉的鸟和鱼能像打旗语一样通过颜色跟同类交流,而色盲兽类没有这个功能。
但凡事都有例外。一些猴子和所有的猿(包括无毛的猿,也就是我们)具有三种视蛋白,分别对应红、绿、蓝三种光,这三种颜色的光可以组成我们所能看到的所有颜色。为什么我们这么特别?一个常见的解释是,灵长类要识别成熟的果子,而果子通过变成鲜艳的颜色,吸引猿猴和鸟吃掉它,以此传播种子。
顺便一提,灵长目里还有两类真正的“怪物”:夜猴科和眼镜猴科。它们在夜间活动,长着朝前的大眼睛,活像猫头鹰。夜猴的英文名就是owl monkey(猫头鹰猴)。你可能会以为它们保留了“夜猫子”老祖先的遗产,但它们其实是灵长类进化到白天生活之后,又转为夜间生活的“逆行者”。
夜猴和眼镜猴的眼睛重新变成了适应夜间的形式,视锥细胞很少,视杆细胞很多,适合在弱光下视物。为了增加进入眼睛的光,它们的眼睛极端扩大,眼镜猴的眼球体积甚至比胃还大。眼镜猴才是真正的“夜猫子”,我们这些“熬夜党”只能甘拜下风。