跳蛛利用模糊視覺精準捕捉快速移動的獵物

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為了弄清楚我們的餐盤有多遠,我們的大腦融合了來自我們雙眼的略有不同的影像。包括許多昆蟲在內的其他生物,移動它們的頭部來了解一塊食物可能有多遠。但是跳蛛 (Hasarius adansoni) 似乎不具備這些能力中的任何一種。那麼,它們是如何做到如此快速而精確的突擊來捕捉它們的午餐的呢?

研究人員懷疑答案可能與它們四層結構的眼睛有關。先前的分子和生理學研究表明,蜘蛛兩個主要眼睛的第三層和第四層對紫外線最敏感;第一層和第二層更傾向於我們認為的可見光譜,特別是綠光。但並非所有層都能平等地看到事物。事實上,只有在第一層,綠光才能清晰聚焦,這意味著“第二深層始終接收到散焦影像”,日本大阪市立大學生物與地球科學系的永田崇 (Takashi Nagata) 及其同事表示。他和他的團隊著手弄清楚蜘蛛是否依賴於這種失焦來對付食物。

研究人員假設,如果綠色層中的差異對於深度感知很重要,那麼在沒有綠光的情況下,蜘蛛將無法確定跳躍的距離。果然,正如他們在科學雜誌上線上報道的那樣,當他們用綠光照射蜘蛛並用美味的蒼蠅引誘它們時,蜘蛛做出了精準的跳躍——就像它們在自然光下所做的那樣。然而,當沐浴在不含綠色波長的紅光中時,蜘蛛總是錯過它們的獵物,經常跳躍距離不足。


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因此,對於這些蜘蛛來說,不是像我們一樣使用立體聚焦,也不是像其他一些昆蟲一樣使用基於運動的策略,“深度感知可能是透過比較[第二層]接收到的散焦影像與[第一層]接收到的聚焦影像來實現的”,永田和他的同事寫道。研究人員將需要進行進一步的研究,以揭示蜘蛛是如何處理這些資訊的。

同一期科學雜誌的評論中,澳大利亞麥考瑞大學生物科學系的瑪麗·赫伯斯坦 (Marie Herberstein) 和大衛·肯普 (David Kemp)指出,這項新發現不僅為理解動物如何感知世界這一重大挑戰增加了新的見解。它也提醒人們,先進的分子研究雖然很有幫助,但並非總是足夠。在這種情況下,“最終的測試仍然需要對完整的活體動物進行行為實驗。”

這項新研究也可能為動物世界以外的研究做出貢獻。“跳蛛可能是‘離焦深度’的真實案例,這是一種正在為計算機視覺開發的值得注意的深度測量技術”,永田和他的合著者指出。

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