راز درون چشمان گربه چیست؟

چشمان گربه

مارتین بنکس محقق بینایی در دانشگاه کالیفرنیا برکلی می گوید اولین بار در سال های دهه 1940 محققان متوجه وجود مردمک عمودی در شکارگران و  مردمک افقی در جانوران طعمه شدند، اما از آنزمان به بعد کسی به فکر بیان کیفیت این موضوع نیفتاده است. بنکس و همکارانش به منظور راستی آزماییِ مشاهدات ثبت شده پایگاه داده ای از 214 «گونه ی روزمینی» درست کرده و سپس به تحلیل شکل مردمک هر کدام از گونه ها به ازای عادات جستجوی غذا و فعالیت شان به هنگام روز یا شب پرداختند (برای کاستن از میزان پیچیدگی های مربوطه، تیم محققان ماهی ها و پرندگان را از گروه هدف خود حذف نمودند)

حیواناتی که در برای شکار کمین می کنند همانند گربه سانان و مارها مخصوصا به هنگام فعالیت در شب هنگام صاحب چشمانی با مردمک های عمودی خط دار هستند. بنکس اظهار می دارد که دلیل این همبستگی به احتمال زیاد بازمی گردد به  مکانیسم های موجود در چشم این جانداران. این دسته از حیوانات بایستی از قدرت محاسباتی بالایی برخوردار باشند تا بتوانند روی طعمه خود بپرند.

 البته دو شیوه برای محاسبه  فاصله، بدون نیاز به حرکت وجود دارد. در شیوه اول یا منظربینی، مغز فاصله بین دو تصویری را که به واسطه هر یک از چشمان به آن بازگردانده می شود قیاس می کند تا فاصله را حدس بزند (برای آزمایش این روش می توانید یکی از انگشتانتان را در مقابل خود نگاه دارید و چشم هایتان را به نوبت بسته و باز کنید. "پرشی" که بین این دو تصویر مشاهده می کنید همان فاصله ای است که در منظربینی استفاده می شود)

شیوه دیگر که تاری می باشد، برمبنای مبهم بودن اشیا در قسمت های عقب و جلوی محلی است که روی آن تمرکز صورت می گیرد.

 آنگونه که معلوم شده است، تخمین تغییر مکان تنگاتنگ که در شیوه منظربینی استفاده می شود برای چشم های عمودی آسان تر از چشم های افقی است.

گربه ها و سایر شکارگرانی که مردمک های خط مانند دارند به منظور تخمین فواصل افقی، از روش تاری استفاده می کنند. به منظور به حداکثر رسانی تاری، مردمک بایستی باز شود و برای به حداکثرسازی تاری جهت خطوط افقی، مردمک بایستی از بالا تا پایین گشاد شود. به بیان دیگر شکل ایده آل مردمک آنست که به صورت افقی باریک شده و به لحاظ عمودی نیز گشاد می شود، مخصوصا در مورد گربه ها.

بنکس اضافه می کند: "تنظیمات درست برای به حداکثر رسانی تاری و استریو تخمین همزمان فواصل به همین شکل می باشد"

 مردمک های غیرشکارچیان

 در طرف دیگر طیف، مردمک های چهارگوش عجیب بزها، گوسفند، اسب و برخی وزغ ها وجود دارد. بنکس و همکارانش دریافتند که از میان 42 حیوان گیاهخوار غیرشکارچی موجود در پایگاه داده ی آنها، 36 نوعشان مردمک های افقی داشتند. به منظور دریافتن چرایی این مسئله مدل کامپیوتری از چشم گوسفند تهیه شده و بینایی آنرا سنجیدند. گوسفند و سایر حیوانات علفخوار غیرشکارچی به منظور گسترده ساختن میدان دید خود مردمک های افقی کشیده دارند.

 نتایج بررسی ها نشان داد که مردمک افقی داده های ورودی از پایین و بالا را به حداقل و داده های دریافت شده از جلو و عقب حیوان را نیز به حداکثر می رساند و به این ترتیب دید پانورامیک بوجود می آید. افزون بر این بیشتر این دست حیوانات چشمانشان در دو طرف سرشان قرار دارد  تا دیدشان باز هم ارتقا پیدا کند. 

بنکس ادامه می دهد "به این ترتیب، غیرشکارچیان علفخوار می توانند جلو و عقب خود را بهتر ببینند و در نتیجه نور خورشیدی که ازبالا روی سرشان می افتد آنان را گیج نمی کند"

 حتی جالب تر از این ها باید به این نکته اشاره داشت که مردمک های گوسفند و حیوانات مشابه آن  تاری مربوط به لبه های افقی تصویر را نیز به حداقل خود می رسانند و تصویر شفاف تری از زمین و محیط روبرویشان در اختیار حیوان قرار می دهند. این مسئله مخصوصا برای غیرشکارگرانی که بایستی به یکباره فرار کنند اهمیت خاصی دارد، زیرا چشمان علفخواران در اطراف سرشان قرار دارد.

 بنکس به این مسئله نیز اشاره می کند که در نیمه راه تدوین تئوری خود در مورد اشکال مردمک جانداران به مشکلی برخورد کردند. چشمان افقی بُز بایستی موازی با افق قرار داشته باشد تا  حیوان از این مزیت افزوده سود ببرد. اگر مردمک حیوان به هنگام چریدن وی که سرش پایین است گشاده نشود، آنگاه می توانید حدس بزنید که چه بلایی ممکن است سرش بیاید.

 این محقق برای بررسی های بیشتر دوربینی به دست گرفته و به باغ وحش نزدیک خانه اش رفت و همکار دیگرش نیز رهسپار مزرعه شد. مشاهدات این افراد نشان داد آنچه می اندیشیده اند درست بوده است، یعنی بز، گوسفند و اسب همگی چشمان خود را یکی در جهت عقربه های ساعت و دیگری خلاف عقربه های ساعت  حرکت می دهند تا مردمک آنها به هنگام چرا در امتداد افق قرار داشته باشد.

 بنا به گفته بنکس در ادبیات تحقیقات مربوطه، ارجاعی به این استعداد حیوانات علفخوار نشده است و به همین خاطر هنگام کشف آن "ابتدا شک داشتیم. من باورم نمی شود که ظرف چند صد سال گذشته به این طرف کسی متوجه این موضوع نشده باشد"

تکامل چشم

 اگر مردمک عمودی مناسب شکار و مردمک افقی مناسب فرار بوده باشد، جایگاه مردمک های گردی که ما انسان ها داریم کجاست؟ به گفته بنکس پاسخ به این سوال اندکی مشکل می باشد. حیواناتی که مردمک های گرد دارند معمولا شکارگران یا جستجوگران غذای فعالی هستند که روز و شب بیدار می مانند. البته باید گفت همبستگی میان شکل مردمک و این ویژگی ها به اندازه همبستگی میان مردمک های افقی و عمودی معنادار نبوده است.

 در نهایت، محققان اقدام به خلق شجره خانوادگی گربه ها و سگ سانان (گروهی که حیواناتی چون سگ و روباه در آن جای می گیرند) نمودند تا ببینند آیا شکل مردمک آنها تنها یک بار یا اینکه به صورت مستقل و در دفعات گوناگون تکامل یافته است. در نهایت مشخص شد اشکال مختلف و عجیب مردمک چشم جانداران مزبور حاصل بارها تغییر و دگرگونی است.

 بنکس در شرح این مسئله می گوید: "بسته به جایگاهی که حیوانات داشته اند مردمک چشم آنها نیز دستخوش تغییراتی شده است.  تصور ما بر اینست که به هر دلیلی مردمک چشم حیوان تغییر یافته باشد، این دلیل حتما چندین بار طی دوره تکامل بر تغییر شکل مردمک تاثیر گذاشته است و نه فقط یک بار"

 به گفته وی تخمین فواصل تنها یکی از دلایل تکامل شکل مردمک حیوانات بوده است. در این میان فاکتورهای دیگری از قبیل دید رنگی و تشخیص الگو نیز احتمالا نقش داشته اند.

 محققان هم اکنون درصدد بررسی ارتباط بین شبکیه و مردمک مخصوصا در چشم های افقی برآمده اند. به گفته بنکس بسیاری از جانداران دارای مردمک های افقی، شبکیه "کوچک تری" دارند و تراکم گیرنده های نوری در رگه افقی در سرتاسر شکبیه بیشتر است (در مقابل در چشم انسان ناحیه مدوری به نام fovea وجود دارد که به طور اخص متراکم می باشد)

البته این محققان درصدد پرداختن به چشم های عجیب و غریب تر هم هستند. مثلا برخی از خزندگان مردمک هایی دارند که باریک شده و به سه یا چهار سوراخ انباشته تبدل می شود. ماهی های مرکب نیز همانند ده پاها مردمک های عجیبِ w مانندی دارند. همچنین برخی ماهی های چهارگوش هم مردمکی شبیه هلال ماه دارند.

بنکس اضافه می کند: "کلی مردمک های عجیب و غریب در جهان وجود دارد" 

منبع : Kooy