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小生灵,慢世界

2022-04-24视野

你也许会感到奇怪,为什么总是打不中那只在饭桌旁嗡嗡盘旋的苍蝇?在一些科学家看来,也许这只是因为,在苍蝇的时间尺度中,你看似迅雷不及掩耳的流星拍,不过是个慢动作罢了。如同《黑客帝国》中“子弹时间”的经典场景,如果你眼中的子弹是超慢镜头中的速度,你也能像基努里维斯那样躲过一劫。

根据最近发表在《动物行为》杂志上的一项研究,昆虫或小鸟这样的小动物,在一秒钟之内接收的信息量,也许比人类等体形更大的生物多得多。如果你好好观察一只相思鹦鹉,你会发现当它扫视四周的时候,其实是在微微抽搐的,看上去好像体内有另外一个钟表,走得比我们快好几倍。对它们来说,人类看上去笨重又迟钝,就像我们看大象那样。

为了测量这种视觉感知,都柏林圣三一学院的研究小组利用了“临界闪光频率”(criticalflickerfusionfrequency,CFF)的办法。视觉对闪光的感知有一定限度,当闪光频率达到一定程度时,生物就只能“看见”连续的亮光了。CFF值能够反映眼睛处理光线的速度,处理速度越快,CFF值就越高。

人眼的临界闪光频率为60Hz左右,老式日光灯和电视机的闪烁频率就与此接近。而狗能够分辨频率为80Hz的闪光,因此对它们来说,电视机里面不是连续的画面,而是一系列静止图像的迅速变换。不同物种的临界闪光频率相差很大,CFF最低的生物是潮虫,只能看见每秒四次以内的闪光。苍蝇的CFF则高达250Hz,对视觉刺激的反应速度是人眼的四倍。

论文第一作者希利猜想,物种的临界闪光频率跟它们的体重和代谢速率有关。这个猜想不无道理,因为动物体形越小,信号传递到大脑所需要的时间也就越短;而新陈代谢速率越高,说明传递过程有越充足的能量支持。文献搜索表明,此前还没有人做过相关的研究。

为了使结论更清晰,希利选取了34种脊椎动物作为研究对象。当他把不同物种的典型体重、代谢速率和CFF绘制在同一张图表中的时候,这些变量显示出了很强的相关性。总的来说,越小和代谢越快的动物,临界闪光频率就越高。在他的研究中,CFF值拔得头筹的是金毛松鼠。

需要说明的是,体重和代谢速率并非互相独立的变量,它们本身也是相互影响的。一些小型动物的CFF值也很低,比如欧洲鳗鲡只有14Hz,希利认为这是因为鱼类的代谢速率太过低下。

鲁克斯顿,来自苏格兰圣安德鲁斯大学的另一位共同作者评论道,“如果大脑无法同样迅速地处理眼睛捕获的信息,拥有灵敏的眼睛也没什么用处。然而这项工作表明,小动物的大脑也有过人之处,苍蝇也许不能做深度思考,却能迅速对外界环境做出判断。”

对小动物来说,这可能是自然选择的结果之一,无论捕食者还是被捕食者,拥有快速视觉反应都能增大生存的几率。萤火虫和一些深海生物使用的闪光信号中也有玄机,威胁它们安全的动物也许因为体形较大,而不能解读这些信号,这让它们得以安全地沟通。

时间信息处理速度上的差别,或许也是小动物看上去更敏捷的原因。小猫小狗甚至是小孩子,也会显得比相应的成年个体更为好动和急躁,对他们来说,这不过是很闲适的速度而已。随着他们逐渐长大,代谢速率变慢,感知到的视觉频率也会降低。杰克逊教授补充说,很多人都感觉小时候的时间总是过得很慢,这也许是该理论另一方面的佐证。

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