猫的眼睛为什么会发光?
“小猫的瞳孔亮亮的,像宝石一样发着绿幽幽的光……”——引自郑渊洁《红桃女王》 这是童话里的描述,现实中却并非童话。很多动物在夜间或者暗光条件下都会发光,而人类则是通过视者视网膜后的锥状细胞(Cone cell)和杆状细胞(Rod cell)来感知光的。这些细胞可分为三种,它们的任务划分各有侧重且相互补充—— M 、 L 和 S 锥状细胞主要对颜色敏感;
M 和 L 杆状细胞主要对光强敏感; 而 S 锥状细胞同时兼具两种细胞的特性。 不同动物的杆状细胞上存在不同的感光蛋白,因此它们对光的作用形式也有所区别。比如,昆虫的复眼在暗光下可以发出红外光线。
猫、老鼠等啮齿类动物的视网膜上有两种感光色素,一种是对光敏感的原色素(Pigment epithelium),另一种是不对称染色的原色素(Achromatic pigment)。 原色素对光敏感的程度与它所含有的叶黄素(Lutein)的数量成正比。当外界光源变弱时,视网膜中的原色素的叶黄素就会逐渐增多,视网膜发出的光线也就越来越强(图 1a)。 对称染色原色素则相对不那么灵敏,它的含量只在光线太强的情况下才会减少,因此它无法单独起到调节瞳孔亮度的作用(图 1b)。 所以总结起来就是,在弱光环境下,视者可以通过增加原色素的叶黄素浓度从而增强视网膜的对光强度。
图1. 视者在暗光环境下的眼部结构及其机制: (a) 当环境光亮度较低时,原色素对光刺激的反应会加强,从而导致反射的光线增强。 ( b ) 在明亮的环境下,视者会通过收敛瞳孔来减少光线的散射,以此保持相对较暗的环境亮度。 对称染色原色素会随着光照强度的增加而减少,但它并不具有调节光线强弱的功能,只能起到保持眼球结构完整性的作用。