敌人前面怎么着自救,螳螂也有3D近视镜了

科学家们作为一群爱搞事情的人,脑洞总是大的不行。他们居然把虾蟹、蝙蝠什么的都放在跑步机上了,这到底是在干什么啊?

走进影院戴上3D眼镜欣赏大片,这是很多人热爱的娱乐活动,而现在,3D眼镜可不是人类专享了。最近,纽卡斯尔大学的一组研究者就为他们小小的研究对象——螳螂——量身定做了一副3D眼镜:

当你遇到危险的时候,你会怎么做?逃跑?反击?还是说,放个屁?放屁对于人来说是日常生活的小插曲,不过对于放屁甲来说,那可是它们的求生秘笈。放个屁真有那么厉害?

尽管听起来很逗比,不过让动物上跑步机运动对于科学研究来说还是很有意义的。除了跑步机之外,这种非常有意思的动物实验还有很多。

图片 1戴3D眼镜的螳螂。图片来自:Newcastle
University

关于视频当中蟾蜍吞下放屁虫又吐出来的实验,还有很多有趣的细节。日本神户大学的研究人员对两种蟾蜍投喂了放屁虫。尽管所有的蟾蜍都吃下了放屁虫,但是有43%的蟾蜍吐了出来。它们吐出来的速度并没有视频中的那么快,用时从12分到107分不等。

比如给螳螂带上3D眼镜

看起来还帅(魔)气(性)的……但是为什么要给螳螂戴3D眼镜呢?当然,这肯定不是为了丰富它们的周末生活。这其实是一项有关立体视觉的研究,相关论文于1月7日发表在《科学报告》(SCIENTIFIC
REPORTS)期刊上\[1\]

图片 2蟾蜍吐出放屁虫的瞬间。

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包括人类在内,很多动物都拥有立体视觉,可以通过两只眼睛看到的图像差异来感知空间的深度。立体视觉背后的机制一直是科学家们感兴趣的话题,不过在此之前,绝大部分立体视觉研究所关注的对象都是脊椎动物,昆虫的世界却极少有人涉足。这并不是因为昆虫的视觉系统不值得研究,或者它们不具备立体视觉,而是因为缺乏合适的研究方法。

结果显示,放屁虫可以在蟾蜍的胃里存活15-107分钟。研究人员猜测造成这种现象的原因可能有两个,一个是放屁虫可能对蟾蜍的胃酸有着很强的抗性,另一个原因是放屁虫喷射的液体可能能够减少蟾蜍消化液与酶的分泌。

纽卡斯尔大学的研究人员,用蜂蜡和绿色、蓝色的偏振镜片,为螳螂制作了一副独特的3D眼镜。当带上眼镜的螳螂看到预设的3D影像时,获得了立体视觉的螳螂就会做出反应。这个实验的目的在于帮助研究人员了解立体视觉的演化规律

而这一次,研究者们就来填补了这项空白。他们给螳螂设计了专用的3D眼镜,并用这种方法成功地证实它们确实具备立体视觉。

这么看来,那硬生生把放屁虫吃下去的57%的蟾蜍才是真的勇士。

来自斯坦福大学的研究人员,则是让鱿鱼背上了一个摄像机

研究立体视觉的关键,在于让动物的双眼分别看到不同的图像。现在在电影院里,最常见的3D眼镜镜片是一对透振方向相互垂直的偏振片,它们只会允许需要这一只眼睛看到的那部分光线通过,从而把重叠的影像变成立体画面。不过研究者发现,在螳螂身上偏振3D眼镜的效果并不好。作为替代,研究者们转向了更加怀旧的解决方案——色差眼镜。人用的色差眼镜一般是红蓝镜片,虽然色调有些诡异,但它也能产生不错的立体感。不过,螳螂对红光的识别能力不佳,因此,研究者就把镜片换成了蓝色和绿色。在修剪好彩色镜片之后,研究者们用蜂蜡做“鼻托”,把这副迷你眼镜粘在了螳螂的两眼前面。

 

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图片 5与人类不同,研究者为螳螂选择了蓝色和绿色的镜片。图片来自:Newcastle
University

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鱿鱼这种生物可以根据环境来改变自己的肤色,研究人员通过让鱿鱼带着摄像设备四处游走,就是希望利用记录下来的画面来观察,不同情况下鱿鱼的变色状况

接下来,就要验证螳螂3D眼镜的效果了。研究者在屏幕上分别打出了蓝绿两色的图像,并控制图像的位置,使它们形成3D影像时看起来恰好“漂浮”在螳螂面前约2.5厘米的地方。结果显示,螳螂们的表现正如预期:它们对较远处屏幕上的2D图像没有什么反应,而当戴上眼镜,面对看起来“近在眼前”的3D图像时,它们挥舞起前肢,给出了更多的回应。

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图片 6“这什么东西,快抓住它!”原视频来自:Newcastle
University

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于是,人们现在得到了一种研究昆虫立体视觉的好方法,而这又有什么意义呢?领导这项研究的珍妮·瑞德(Jenny
Reed)教授表示,对昆虫立体视觉的研究能够帮助我们进一步理解立体视觉产生和演化的规律,而且,从中或许还能为计算机的深度感知找到新的算法。为了科学,就让螳螂们再多戴一会儿眼镜吧。(编辑:窗敲雨)

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参考资料:

  1. Vivek Nityananda, Ghaith Tarawneh, Ronny Rosner, et al. Insect
    stereopsis demonstrated using a 3D insect cinema. Scientific Reports
    6, Article number: 18718 (2016) doi:10.1038/srep18718

(编辑:Gonfree)

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