巨型魷魚能夠長(zhǎng)到27英尺(8.23米)長(zhǎng),,半噸重,但即便如此,,它們的眼睛與身體相比也大了許多?,F(xiàn)在科學(xué)家認(rèn)為他們可能已經(jīng)找到了巨型魷魚的眼睛長(zhǎng)這么大的原因。相關(guān)論文發(fā)表在3月15日的《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)雜志上,。
很多巨型魷魚的眼睛像籃球那么大,。即使對(duì)一種體重相當(dāng)于5個(gè)成年人的動(dòng)物來(lái)說(shuō),這種眼睛也稱得上巨大,。巨型魷魚和一條大旗魚的個(gè)頭差不多,,但是前者比后者的眼睛大27倍。美國(guó)杜克大學(xué)的生物學(xué)家???約翰森說(shuō):“巨型魷魚和大旗魚體型類似,,但是按照比例魷魚的眼睛更大,直徑和體積分別是后者的3倍和27倍,,這種情況說(shuō)不通,。問(wèn)題是為什么會(huì)這樣。為什么巨型魷魚需要這么大的眼睛,?”令人感到欣慰的是,,這個(gè)問(wèn)題的答案并不是它們?yōu)榱俗粉櫤鸵种戚d滿受到驚嚇的人的漁船,約翰森認(rèn)為,巨型魷魚的大眼是為了在它從海水里游過(guò)時(shí),,可以更清楚地看清周圍的一切,及時(shí)發(fā)現(xiàn)迫在眉睫的危險(xiǎn),。
約翰森認(rèn)為,,巨型魷魚的眼睛是一個(gè)早期預(yù)警系統(tǒng),它通過(guò)水里的發(fā)光浮游生物的“閃動(dòng)”,,提醒魷魚抹香鯨正在向它逼近,。魷魚巨大的眼球還是一種防御機(jī)制。“巨型魷魚最有可能利用巨大的眼睛發(fā)現(xiàn)并躲開它們的天敵——抹香鯨,。”約翰森與一個(gè)生物學(xué)家科研組合作,,從身體和生理上模擬巨型魷魚如何利用大眼睛,以及為什么會(huì)有這樣的大眼睛,。該科研組發(fā)現(xiàn),,眼睛的設(shè)計(jì)和大小讓魷魚能夠通過(guò)受到干擾的發(fā)光性生物,發(fā)現(xiàn)正在逼近的抹香鯨,。
為了解釋巨型魷魚為什么有這么大的眼睛,,約翰森及其同事們首先利用照片和被捕獲的動(dòng)物,測(cè)量了巨型魷魚和大王酸漿魷的眼睛,。他們還根據(jù)魷魚生活的海洋深處的水的透明度及其光照亮的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,,魷魚通常生活在300到100米深處。他們開始利用這些資料精確模擬這種動(dòng)物的眼睛是如何工作的,,以及它們能看到什么,。該科研組發(fā)現(xiàn),與體型類似但是眼睛更小的動(dòng)物相比,,魷魚的大眼睛能聚集更多光,。進(jìn)入眼睛的額外的光大大提高了巨型魷魚在海洋深處昏暗的環(huán)境里發(fā)現(xiàn)周圍出現(xiàn)的微小對(duì)比差異的能力。約翰森表示,,這種能力對(duì)多數(shù)深海動(dòng)物來(lái)說(shuō)不算什么,。但是大眼睛提供的感覺(jué)對(duì)比能力,對(duì)發(fā)現(xiàn)距離較遠(yuǎn)的大型物體引起的微小光線差異至關(guān)重要,,其中最重要的是受到正在逼近的抹香鯨等大型動(dòng)物刺激產(chǎn)生的生物發(fā)光,。
該科研組意識(shí)到,抹香鯨在潛水和游進(jìn)的過(guò)程中,,會(huì)不斷發(fā)出聲納探測(cè)魷魚的位置,。而魷魚這種頭足類動(dòng)物無(wú)法發(fā)現(xiàn)聲納,但是鯨魚的移動(dòng)會(huì)促使浮游生物等小微生物發(fā)出光,。魷魚通過(guò)眼睛的特殊設(shè)計(jì),,能夠看到這種光,盡管對(duì)比很小,但魷魚仍能發(fā)現(xiàn)大約120米以外的微小變化,,這相當(dāng)于美式橄欖球場(chǎng)的長(zhǎng)度,。約翰森說(shuō):“是長(zhǎng)著尖利牙齒的大型鯨類的捕食行為促使這些魷魚進(jìn)化出這種超大號(hào)的眼睛。”英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)的動(dòng)物學(xué)家邁克爾-蘭德并未參與該研究,,他說(shuō):“我喜歡這個(gè)想法,,不過(guò)該論文只是推測(cè)。大眼睛總是比小眼睛更好,,大型脊椎動(dòng)物一般會(huì)有相對(duì)較小的眼睛的生長(zhǎng)法則,,可能并不適用于頭足類動(dòng)物。也許它們正好長(zhǎng)那么大,,沒(méi)什么理由,。”(生物谷Bioon.com)
doi:10.1016/j.cub.2012.02.031
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PMID:
A Unique Advantage for Giant Eyes in Giant Squid
Dan-Eric Nilsson, Eric J. Warrant, Sönke Johnsen, Roger Hanlon, Nadav Shashar
Giant and colossal deep-sea squid (Architeuthis and Mesonychoteuthis) have the largest eyes in the animal kingdom [1,2], but there is no explanation for why they would need eyes that are nearly three times the diameter of those of any other extant animal. Here we develop a theory for visual detection in pelagic habitats, which predicts that such giant eyes are unlikely to evolve for detecting mates or prey at long distance but are instead uniquely suited for detecting very large predators, such as sperm whales. We also provide photographic documentation of an eyeball of about 27 cm with a 9 cm pupil in a giant squid, and we predict that, below 600 m depth, it would allow detection of sperm whales at distances exceeding 120 m. With this long range of vision, giant squid get an early warning of approaching sperm whales. Because the sonar range of sperm whales exceeds 120 m [3,4,5], we hypothesize that a well-prepared and powerful evasive response to hunting sperm whales may have driven the evolution of huge dimensions in both eyes and bodies of giant and colossal squid. Our theory also provides insights into the vision of Mesozoic ichthyosaurs with unusually large eyes.