猫咪能看见什么颜色?
首先,我们要知道人和猫的视觉系统有区别吗? 有! 虽然人眼和猫眼的结构和功能有许多相同之处(例如都是复视者),但因为物种的不同,眼睛中的感光细胞是有差别的. 人主要依靠锥状细胞C,M 和 S 三种感光细胞来区分光谱中的各种颜色,而猫的三种锥状细胞C, M 和 L 的色彩分辨率与人不同 (如图1)。 图1 三种锥状细胞对不同波长光刺激的响应曲线 不同动物有不同的色觉能力范围。人类是三色视者,而大多数灵长类都是二色视者(只有两个锥状细胞),很多哺乳动物是四色视者(如犬、牛等),而猫则是六色视者(如鼠、兔等)。 也就是说在识别光谱中某些细微的颜色差异上,人的视觉系统要比猫敏感得多;但人在感知整个光谱范围上的鲜艳度方面,却是远不如猫的。
所以,在判断物体(如羽毛、丝绸等等)的鲜艳度时,猫要远比人准确许多。 当人们说“这只鸟真漂亮”或“这件衬衫真好看”的时候,其实是在表达对一种整体观感——即对物体所蕴含的光谱信息和强度信息的一种综合判断。 而这种判断正是来自于我们视网膜上这两种锥状细胞和两种杆状细胞的协同作用。
其次,我们还需要了解人和猫的视觉神经信号处理的差别。 前面说到,为了适应复杂光线环境,人类的两种锥状细胞都有M 和 S 两种亚型,而猫的锥状细胞却有 C, M 和 L 三种亚型。 与人类相比,猫的锥状细胞对弱光的敏感性要低得多,这使它在黑暗中也能保持一定的视者能力。但是,猫的锥状细胞对不同波长光刺激的反应曲线与我们是不同的。尽管人和猫的锥状细胞都对蓝色和绿色光敏感,但是猫对蓝色光刺激的反应曲线明显比人要陡峭得多(如下图2所示)。
图2 人和猫的锥状细胞对不同波长光的反应 除了锥状细胞外,负责传递视觉信号的神经元还有杆状细胞。人类和猫的杆状细胞对于不同的波长光刺激都会有反应,不同的是当光刺激很强的时候,它们的反应是有差异的。如果是强光刺激,人的杆状细胞有向锥状细胞释放信号的作用;而猫的杆状细胞在强光刺激下,则会关闭其后的锥状细胞,从而避免过强的光刺激伤害眼睛。
最后,我们需要了解人和猫如何来感知色彩。 因为人类和猫的锥状细胞对不同波长光源的刺激会有不同的反应,所以我们才能根据它们对不同波长光刺激的生物化学变化来分辨颜色的细微差别。这个由不同波长光刺激引起的生化反应过程就是视觉色素系统。 到目前为止,已被科学界所公认的能够感受色彩的细胞只有四种:C, M, L 和 d 类细胞。其中,M 和 L 类细胞又被称为色觉细胞,d类细胞则是一种感光细胞。
在识别光谱中某个特定波长的光刺激时,上述四种细胞会产生不同的放电频率。通过测量这些放电频率,我们就可以计算出物体反射的光谱信息。而通过比较几种不同波长光的刺激带来的放电频率的变化,我们就可以区分颜色存在的微小差距。