2018年9月19日 星期三

雀尾螳螂蝦(Peacock Mantis Shrimp)的神奇視覺! 09-19-2018



雀尾螳螂蝦(Peacock Mantis Shrimp)的神奇視覺!



雀尾螳螂蝦—牠既非螳螂也非蝦,之所以這樣命名,只是取其形狀相似而已。牠是海生節肢動物(marine crustacean),學名為Odontodactylus scyllarus
螳螂蝦大陸稱為皮皮蝦。目前發現的種類約400種,長度從6毫米(mm)38釐米(cm)都有。



一種動物只要是怪!常常就不只一個地方奇怪而已!

1.   平均約30公分長的雀尾螳螂蝦,鎚節(=特化的第二對顎足)瞬間能產生相當於人類手臂揮出91公斤重的力量,產生時的速度之快,相當於.22口徑子彈射出手槍時的速度,這已經讓人覺得完全不可思議!

2.   雀尾螳螂蝦複眼Compound Eyes)中的光接受器(photorecptors),能偵測1216種波長的光(數目因種類而不同),範圍除了可見光還包括紅外光、紫外線(300720 奈米(nanometers))以及兩種偏光(直線以及圓弧形偏光),能偵測圓弧形偏光,更是動物界中的唯一!


01. 雀尾螳螂蝦的節鎚(中間上方圓圈))是特化的第二對顎足(maxilliped pair II)





02.雀尾螳螂蝦的節鎚(右圖)像似閃電般快速的鎚子,負責將蛤蠣,螃蟹、八爪魚打碎。

雀尾螳螂蝦另外的顎足(左圖)像鑿子,負責刺穿魚類。




雀尾螳螂蝦




The Beautiful and Deadly Mantis Shrimp
(美麗而致命的螳螂蝦)






The Fastest Punch in the World(Smithsonian Channel)
(世界上速度最快的拳擊)





03. 雀尾螳螂蝦視網膜(retina)具有1216種光接受器,能偵測1216種波長的光(範圍由紫外光~紅外光)。人類視網膜的錐狀細胞(cone)中,只有三種光接受器接收紅、綠、藍三種波長的光。





04. 圖最上方標示雀尾螳螂蝦的視網膜具有12種光接受(photoreceptors),有些種類的雀尾螳螂蝦視網膜能偵測16種波長的光,涵蓋紅外線以及紫外線以及偏光的範圍。




What does the mantis shrimp see?
(螳螂蝦究竟看見甚麼?)





05. 五彩繽紛的雀尾螳螂蝦(Peacock Mantis Shrimp)





06. 雀尾螳螂蝦的複眼(compound eye),因為附著在眼柄上,所以能任意的轉動。可兩眼朝向同一方向;也可兩眼分別朝向不同方向。



07. 雀尾螳螂蝦的複眼雖然能見紅外光、紫外光、偏光。但是牠是節肢動物,尚未演化形成發達的大腦皮質(cerebral cortex),所以雖然牠們感知的光,種類比人類多,但是對光的敏銳度,影像的分析能力,應該是不如人類。

也就是說,雀尾螳螂蝦的視網膜上是否像人類一樣,有十層特化的神經元?

是否有形成On-centerO-center以增加視覺的敏銳度(Visual Acuity)

都還有待探討。

目前最好只說:雀尾螳螂蝦有比人類多的光接受器;而不要像有些網友的文章提及:雀尾螳螂蝦有比人類好的視覺!??






08. 雀尾螳螂蝦的複眼,兩隻眼睛能夠分別轉動。此圖清晰可見,複眼中間稱為Mid-band的地方,具有六條特化的小眼(modified ommatidia),這是雀尾螳螂蝦偵測:紫外光、可見光、紅外光以及偏光的光接受器存在的地方。





09. 複眼的組成單位—小眼(Ommatidium)

 Rhabdom—視桿 、 cone—錐狀細胞、Optic nerve—視神經、

Corneal lens、角膜水晶體、Incoming light rays—進入小眼之光線、

Electric pulse—傳至視神經動作電位之頻率。





10. 雀尾螳螂蝦的複眼,每隻複眼都可區分成三部分。

可能是動物界中最複雜的複眼。

兩邊比較平坦的半球能偵測物體的移動、物體的型態、感光知覺的縱深。

中間的一條一條的棒狀結構(mid-band)高度特化,具有1216種感光色素細胞(photoreceptors),能感受紫外光到紅外光及偏光的光譜。






True Facts About The Mantis Shrimp
(有關螳螂蝦的事實)




在某些海洋動物,例如墨魚、章魚、螃蟹、某些魚類的眼睛,也具有感知偏光的能力。專家認為之所以要感知偏光,與牠們運動的「導航」有關。


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我曾任教於陽明大學,是一名教生命科學教了快三十年的老師,許多內容,班班相同,年年流轉,教了快三十年早已深植腦海中。約8年前因病退出教壇後,發現有些生命科學的事已開始逐漸慢慢淡忘了,不由得想起麥克阿瑟將軍(General MacArthur)的名言“Old soldier never die, they just fade away.”目前唯一沒變的是對生命科學的喜好與熱誠,有靈感時塗塗鴉一些心得和網友們分享 這是Blogger的緣起。

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