小猫的眼睛为什么在晚上可以发光?
这得从猫的眼睛结构和生理功能说起: 人的眼睛感受光刺激的部位是视网膜里的锥状细胞(Cone cell),这些细胞分为三种类型,它们对不同波长的光敏感程度各不相同 S, M 和 L 三种类型的锥状细胞对不同波长光刺激的反应 我们只能分辨大致的颜色,而对于阴影和亮度并没有概念。 而猫等夜行动物的视者主要依靠的是杆状细胞(Rod cell)来感知光线。 这些细胞的结构与人眼有显著的不同,它没有锥状细胞那种特殊的膜结构。
在正常的光照条件下,这些杆状细胞中的颗粒体(Granule cell)能吸收的光线主要是红橙黄色的光,由于人眼对于红色的色觉能力要远远高于其他色彩,所以夜晚我们看来,它们的世界似乎都是一片漆黑...而只有一些红色和橙黄色在眼前移动。 这只是一般情况下的叙述。。。 如果环境照明过于强烈,比如日光或灯光太亮,这些细胞会被“屏蔽”,这时它们的第三个特点就会发挥关键性的作用——感光换态(Phototransduction)。 这个过程需要光照和酶的参与才能完成,具体机制复杂而又很神奇,这里就不赘述了 简单来说就是光照在这些细胞内引起一系列化学反应,产生一种叫腺苷三磷酸(ATP)的物质。这种物质作为能量来源带动生物电流,从而产生视觉。
而在这些反应中会产生一种中间介质,这种介质具有兴奋毒性,它能使某种钾离子通道打开,让正电荷进入细胞。同时,它会激活另一种钾离子通道,让带负电荷的钾离子出来。这两种离子流的状态变化决定了神经冲动的频率和方向,进而传递了光的信号。 最引人注目的是,这些细胞具有感知光强弱的本领。 在黑暗的环境中,一个微弱的光线也能使这些细胞产生足够的生物电流,让动物看见东西;但是人眼中这样的细胞并没有被完全激发,因此我们看不见微弱的光。 这些细胞能够感知光强度的原因或许就是因为能够调节以上所说的两种离子通道的开关。 当受到强光刺激时,猫等夜行动物可能会自动关闭其中的钾离子外向通道,以此来保护视网膜上的锥状细胞不被过强的光刺激损伤。