豬如何感覺不同的光質—豬的光生物學

2021-07-09 21:49:13      點擊:
  1、豬的生態及其自然光環境了解豬的生態學狀況可以提供有關其眼睛已適應環境的信息。大多數非馴養的豬棲息在樹葉遮蓋狀況良好的地方,并表現出在黃昏時活動的行為 ( 即它們在黎明和黃昏時最活躍 )。

  人類活動如狩獵、高溫或低溫以及食物儲備量改變都可能會導致其出現夜行或晝行性的行為模式。同樣,家豬比傳統的晝間活動的豬表現出更強烈的喜歡在黃昏時活動的行為模式。

  從生態學的角度來看,豬的視覺系統適應的光照強度范圍較寬,這可使它們的視覺系統比專門為夜間或白天活動而進化的動物物種適應性更強。野豬和家豬展示了可以在各種各樣與生物學相關的環境中使用的視覺,例如,與特定動物物種的溝通、對厭惡刺激的反應以及對不同光照的偏好。

  2、豬眼睛的結構:對視覺的影響眼睛的物理特性和結構可以為動物物種的視力及其局限性提供例證。在自然光環境中,家豬的視覺似乎適合中等強度的光照環境,其特點是更適合晝夜生活。

  3、豬的視覺敏銳度是空間視覺的最高限界點——敏銳度高的視覺可以感知細節,但在真實視覺環境中不能感知物體的形狀或形式。敏銳度是衡量動物視力的一個有意義的指標,可以區分在動物行為中起一定作用的視覺線索。較高的視覺敏銳度能使動物熟悉周圍環境,放松地活動,辨別或識別其他動物或飼養員,確定食物和飲水的位置。對豬的視力的估測表明,豬眼睛的分辨率大約是人眼睛的六分之一,不過行為試驗表明豬眼睛的分辨率要低一些。與野豬相比,家豬眼睛中的光感受器和神經節細胞密度較低,視覺皮層也較薄。這表明馴化降低了家豬檢測和處理視覺信息的能力 ( 或者與視覺相關的性狀在遺傳改良方案中沒有被選育 )。

  豬眼睛的敏銳度可能不如人眼睛的,但它們對視覺信息中不同組成部分的視覺適應能力不應被低估。豬可能更善于檢測或辨別視覺刺激的其他特征,而不是空間細節 ( 運動、形狀、邊緣檢測 )。適當的照明對視覺的重要性不應被低估,一項關于光照強度和物體大小對豬分辨視覺信息能力影響的研究提供了支持這一觀點的證據。研究表明,減弱光照強度可增加豬在試驗條件下錯誤選擇的概率。然而,視覺信息的多少對豬選擇正確線索能力的影響遠大于光照程度的影響。

  4、豬的色覺光譜敏感度是動物區分不同波長的光的能力,即辨別顏色的能力。對于色覺,動物必須能夠同時處理至少來自兩種類型的感光細胞的信息。對不同波長的感知取決于眼睛中視錐細胞的綜合敏感性以及該信息的神經傳遞。

  4.1 電生理學和視網膜電生理學研究顯示,豬眼睛中的視錐細胞擁有兩種類型的受體,對波長為 439 nm 和556 nm 的光 ( 分別為藍光和綠光 ) 有最高的敏感度。相比之下,人類和其他一些靈長類動物眼睛中的視錐細胞具有三種類型的受體,從而在光譜的綠色和 ( 或 ) 紅色區域實現額外的對比度。豬不可能通過視覺檢測到紫外線,見圖 1。

  圖片

  豬眼睛中的藍色視錐細胞和綠色視錐細胞存在于整個視網膜中,幾乎所有區域都包含10%以上的藍色視錐細胞。至于藍色視錐細胞在視網膜中的分布密度,豬的要遠大于人的,這表明豬對藍光更敏感。

  4.2 色覺行為評估雖然電生理學試驗證明了不同動物物種在生理上檢測到的顏色,但仍需要進行試驗以證明動物可以感知不同的顏色,并能對這些顏色做出相應的響應。

  最初人們通過訓練動物區分有色物體的試驗,試圖證明動物的色覺。這種方法的局限性主要在于,動物可能會根據其他信息 ( 尤其是染料的亮度或氣味 ) 來區分物體。使用人類視覺或以人類為中心的設備 ( 照明度計 ) 來匹配亮度,可以自動限制動物對不同顏色線索亮度的匹配,這在本質上不同于被測動物的光譜敏感度。

  另一種方法是測定動物在各種提示亮度下的辨別能力。對豬進行的顏色提示鑒別測試表明:豬對藍色的感知不同于對灰色、綠色或紅色的,豬很難區分后三種顏色的提示。

  還可以使用亮度感知 ( 通常使用照明的顏色信息 ) 來研究動物的光譜敏感度。給動物提供照明刺激和未照明刺激,同時逐漸改變照明光源的亮度,直到達到感知閾值為止,以此來訓練它們僅使用亮度進行區分。

  Klopfer 證明,當波長介于 420 nm ~ 760 nm的光分別出現時,豬能夠檢測到這些光,但是在所提供的光照強度下無法檢測到波長 820 nm的光。豬對所提供波長的光顯示出不同的敏感度,當光的波長介于 550 nm ~ 595 nm 時,豬的敏感度達到最大;當波長達到 465 nm 時,豬的敏感度出現一個較小的峰值。

  泰 勒 發 現, 豬 能 夠 探 測 到 波 長 介 于380 nm ~ 694 nm 的光。大多數豬對藍光 ( 波長為 415 nm 或 450 nm) 具有最高的敏感度,而對紫外線 A( 波長低于 380 nm) 和紅光 ( 波長高于 577 nm)的敏感度較低。對人的研究 (使用相同的設備 ) 發現,人眼睛對光的敏感度會在波長 450 nm 的光處出現一個峰值。豬對藍光的敏感度與人的相似,但對紅光的敏感度低于人的——參與試驗的所有人 (8/8) 都能感覺到波長 694 nm 的光,但 6 頭豬中只有 3 頭能探測到此波長的光。

  動物的行為與電生理指標具有高度的相關性,表明這兩種方法在確定動物的光譜敏感度的互補方面是有效的。這兩種方法相輔相成,可以在動物上產生最完整的色視覺圖像。

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