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狗的视力——狗眼看世界

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狗是嗅觉为先的动物,牠们认识这个世界,主要且首先的还是气味。但眼睛却也不是不重要,视觉是狗认识世界的第二个重要感官。

历来,我们就听到了很多关于狗狗视力问题的错误观点,比如狗狗的世界是黑白的等。随着知识的有效传播,我们渐渐知道了狗狗只是色弱而已。但是对于更多的现象,比如狗狗照镜子、狗狗对着电视里的狗邀玩,狗狗对着海报上面的狗吠叫等等,这些现象又让我们对狗狗视力的问题越来越迷茫,所以,我们结合现有的研究成果,来跟大家谈谈狗狗的视力问题。

1、色盲VS色弱
狗狗眼睛中的世界不是黑白的,现在大家基本上都知道这个结论了。我们说狗狗是色弱动物,但其实要说是色盲也不为过,因为这跟我们人定义的人类色盲是相近的概念。狗能看见色彩,但牠们能看见的颜色比人类少。其原因是因为他们眼睛中的视锥细胞只有两种(人类3种)。人类的眼睛根据三原色原理,所看到的七彩的世界,在狗眼睛中就变得“苍白”了一些。狗能够看到的主要是黄色、蓝色、灰色的颜色。

2、狗的视力VS人的视力
除了能辨别的颜色的差异,还有就是类似于我们视力表的“视力差异”了。狗能够看到多小的东西呢?我们人能看见的东西,牠们也能看见么?对此,科学家们历时多年,进行了实验。狗没法像人一样读出视力表上面的E是向左还是向右,向上还是向下,我们只能换一种方法:

用一张黑白竖直条纹相间的色卡,混在四张灰色的色卡中,训练狗狗挑出这种条纹的色卡,这样就得到奖励。不断地缩小黑白条纹的大小,到最后狗狗无法再区别出条纹色卡,而把这种细条纹色卡看作跟其他灰色色卡一样的存在。这个定义为狗狗极限能够看到的视力。

我们发现,狗狗能看清楚的最小条纹图案,是人眼能够区别出的6倍大,大约是人类0.25的视力。这就相当于,狗狗在6米开外能够辨别清楚的图案,拥有正常视力的人类在23米外就能看清。
但是,用辨别细节的标准来评判狗狗的视力,狗狗比较吃亏。牠们眼睛中的视锥细胞数量没有人类丰富,对形象细节捕捉能力较差,加上狗狗视网膜后方有一种称为脉络膜毯的结构(TAPETUM),能够将感光细胞没有捕捉到的光漫反射回去,从而有一定的干扰,使得视网膜上影像变得模糊,所以狗狗看世界就像玻璃上涂了一层凡士林一样,模模糊糊的。这也更加导致了狗对形象和细节的把控比较差。

所以,狗狗的视力其实没这么差(视力0.25),很多信息实际上狗狗是接收到了,但是由于这种结构,使得牠难以辨别形象细节。

3、黄昏动物VS夜视能力
但是,这种功能的缺陷对狗狗影响其实并不大。首先,嗅觉帮牠们弥补了更多的不足;其次,狗狗的生活习性也不需要牠们把颜色和形象分辨得那么清楚。狗是捕猎者,看到大概是个猎物就行了,不需要分辨猎物皮毛什么颜色,长得漂不漂亮,能吃就行。同时,我们也听过,狗狗是黄昏动物,是黄昏时候,在光线较暗的情况下,去捕捉会移动的猎物的捕猎动物。所以,牠们眼睛的结构,却是为了这种需要而生的。


利用照相机的原理来帮助理解,眼睛和照相机都需要有洞,让光可以透进来,眼睛靠的是瞳孔,照相机靠的是光圈+快门。眼睛的晶状体和照相机的镜头用来收集聚集光线,而眼睛的视网膜和相机的胶片(数码相机的CCD)就是用来成像。

从接收光线来说,狗的瞳孔就比人的大,这是为了在相同时间透过更多光线。(有的狗狗眼睛看起来就好像只有大大的瞳孔,所以我们觉得狗狗很萌。)
从成像上来看,狗狗的眼睛中,用于捕捉颜色和形象细节的视锥细胞虽然少(只占5%),但其中视杆细胞却很丰富。而视杆细胞就是便于捕捉动态形象和在弱光的情况下看清事物的。而上文提到的脉络膜毯(TAPETUM),就像一个镜子,把漏掉的光线再反射回去,让视网膜能二次捕捉到这些光线。所以,狗狗在弱光环境下视力比人类好很多(5倍)。

4、关于“钛合金狗眼”
我们经常发现,在照相,或者用光照射狗狗眼睛时,狗狗眼睛会产生奇异的反光,有红的、绿的、白的、黄的,有朋友戏谑地称这个为“钛合金狗眼”。这又是怎么造成的呢?
其实这个也跟上文提到的脉络膜毯(TAPETUM)有关系。这个东东,不仅反光,而且不是一个镜子这样的“镜面反射”,而是无数个镜子做镜面反射而呈现出“漫反射”的效果。而它的另一个功能,就是荧光化(Fluorescence)的光电现象,让光弯曲得更强,一方面是反射回去的光线更强,另一方面是稍微改变光的波长,使其更接近视杆细胞最敏感的波长,也就是黄色、绿色。而红色的出现这一点科学界还未有准确的结论,不知是不是因为进化,让跟人接触最多的犬种产生一种变异,使牠们色弱的缺陷有所弥补,更能像人一般捕捉到丰富的视觉信息。(另外我个人乱猜,会不会是因为漫反射回来,各种光线相互干涉之类,最后还要通过人眼来捕捉这种光而产生的一种特例呢?反正,发光是因为这个脉络膜毯的反射就对了。)

5、来自电视和海报的挑衅

越来越多地发现,很多狗狗能够识别出电视里面的奔跑的狗或者动物,也有一些狗狗能够看懂海报里面的狗,并且对着它们吠叫或者做出邀玩动作,这是怎么一回事呢?不是说狗靠嗅觉认识世界么?对于没有气味的图像,为什么会判断对方是个生命体呢?

首先,我们发现,越古生的犬种(一般来说,天生立耳的都偏向于古生犬),越难有这种行为;而越现代,越后期人为繁殖的犬种,越多发现有这种行为。

这虽然还没有完备的科学研究论证,但基本可以考虑的方向是狗的适应力智商提高的缘故。

很多近代繁殖出来的玩具类宠物犬、伴侣犬等,多是人类腿上手上的玩伴,或与人互动性极多的助手。牠们接触的东西和人非常相似,所以,很可能一方面是基因的选取,一方面是本身的进化导致了这种结果。这类犬也许对颜色感知更敏锐,对形象把握更细致,甚至更能领会主人的行为动作及背后的意义。加上主人无意间对于行为的鼓励和固化,使得这类更现代的狗对电视和海报产生明显的反应。而为什么狗能看见这些图像呢?这可能是跟现代显像科技进步有关。

最早的电视,我们知道是50Hz,图像其实是一帧一帧闪烁的,但由于按这种频率闪动,人眼无法觉察,所以看起像连续的。虽然觉察不出,但是眼睛时会疲劳的。而随着科技发展,提高人类的视觉享受,现在的显像频率都提高了,高解析数位电视的频率甚至都120Hz了。

根据研究,比格犬观察到闪烁的频率是75Hz,如果是老式电视,牠肯定感觉这是闪烁的图片而不是流畅的运动,但现在电视这么先进,所以很多狗都能觉察出这是流畅的图像,于是对里面运动的狗狗,或其他运动的动物就有了反应。而动画片里面的狗,虽然也是流畅图像,但狗的动作明显不真实,所以狗往往没有意识到这是狗。

那么海报图片呢?估计也是印刷科技的进步,加上室内光线的充足导致的吧。可能更多的是适应力智商结合主人行为鼓励的原因。暂时还缺少科学论证。

另外,前几天看到一篇文章用狗狗面对镜子里的自己做出的举动来评判狗狗智力的文章。我想,该文应该是以娱乐为目的的,但是难免误导一些主人真的听信这个不靠谱的方法。不排除狗的确看到了镜子里的自己(某些狗,虽然不同犬种),但这应该是个体的特例。面对一个没有气味的东西,狗不可能把牠当作生命体,即便偶然误以为这是另一只狗,做出相应举动,也会很快发现这是一个假的对象。然而这些狗是否第二次,第三次这样做呢?该文并没有阐述。如果依然这样做,那么这种行为不一定能被解读为“是和另一只狗玩”,而更合理的解读应该是一种痴迷行为了,即,把自己的行为诱导镜子中图像发生运动看作一个游戏,痴迷于这个游戏,而不是真正当作这是一个生命体的狗。

6、狗的视野,重叠视区和惰性视区
狗的视野比人宽广,要说人的视野是180度的话,狗的视野是240度。
双目视野,也称为视线重叠视区,人是140度,狗是100度;
单目视野,也称为视线惰性视区,人是各20度,狗是各70度。

这个事实给我们什么启示呢?实际上是非常重要的启示。

对于胆怯的、恐惧的、有攻击性的狗,这类狗很容易突破自身攻击的临界点。一旦压力突破临界点,就容易发动攻击。而处于视线重叠视区的人或者物,就是攻击的首要对象。这也是很多统计调查发现,很多狗咬人发生在电梯开门的一刻。因为电梯的幽闭空间产生的压力让狗接近临界点,然后突然开门看见陌生人出现在牠重叠视区,一下子就突破临界点,发起攻击。
然而,对于我们接近犬,如果是陌生的,胆怯恐惧的犬,反而最好是避开惰性视区,出现在牠们的重叠视区。这样牠能够清楚地看到你的动作,分析出你没有敌意,这样对牠来说更能保证安全。对于视觉有障碍的犬只,比如一侧眼睛瞎了,你自然就要从牠眼睛完好的一侧去接近牠,牠能清楚看到你的动作,也就不会那么恐慌。
当然,这里有技巧啦!虽然出现在重叠视区狗狗容易把控到你的信息,但也要注意以下几个要点:

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1、要注意接近的距离,不能一下子出现在离狗狗很近的地方,这样的突然也会增加狗狗的压力;
2、要注意接近的速度,缓慢地接近而不是迅速的接近;
3、即便是在重叠视区,对于一个稳定坚决冷静的人物,狗狗的戒备心都存在,但是牠会通过你的能量气场感知到你的无恶意,最终放下戒心;但是对于一些不稳定不冷静的能量(比如小孩子),太多地肢体语言无法解读(蹦跳、尖声说话、张开双臂、从上到下压向狗狗抚摸),这些都可能刺激狗狗,突破临界点;
4、海拔差也是压力的来源,我们人往往意识不到这点,但是你想象一下,一个10米高的巨人突然黑压压一片出现在你头部上空,你会是什么感觉?所以,蹲下来,将海拔尽量调节在一个水平,也会缓解狗狗的压力;
5、最好是惰性视区的边沿进入重叠视区,这样有一个缓冲。所以你看有的狗狗接近另一只狗狗都是一个弧线的方式接近。

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题外话

狗这种动物,从远古和人类一起携手共生进化到现在,牠们在坚持着牠们不变的品质,也在一步步进化,以更加适应现代的人类生活。也许,曾经我们需要狗为人类做各种各样的工作,而在现代已经逐步“退化”为单纯的陪伴和宠物的功能。我们每一个人,都在决定未来狗狗的进化方向吧!

那么,是往好的方向进化,让狗继续成为我们忠实可靠的朋友,让人得到安慰,还是往坏的方向进化,成为破坏我们和谐生活的捣蛋鬼;是继续人狗那种可歌可泣的感人故事,还是变成一幕幕血淋淋的伤害惨剧?可能我们每一个人,都是影响历史进程的关键。

而我们,对于狗这种生物,的确还缺少了解,缺少尊重,缺少敬畏,而,这也是我想努力唤起的思潮。

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