宁波飞北京航班疑因撞飞鸟返航，鸟类的视觉真的很差吗？

也是近日，根据发表在《生态学与进化》杂志上的论文，挪威自然科学研究所（NINA）的科学家发现：只要对风力发电机做一些微小的改变，就能“为鸟类带来新的生机”。实验者通过将涡轮机的一个叶片涂成黑色，在三年内就减少了超过70%的相关鸟类死亡。

一些简单处理就能显著减少鸟类伤亡（图片来源于网络）

这则新闻引来网友的议论：鸟类的眼神这是有多差？不仅经常有鸟类撞飞机事件，甚至几层楼高的风力发电机都能迎头撞上。实际上，如果要比拼视力，鸟类能让所有质疑者大跌眼镜——毕竟，老鹰要抓小鸡的话，它们首先得看得到小鸡。

看见彩虹之外的颜色

鸟类的祖先恐龙，统治着远古时期的地球大陆。同一阶段，哺乳动物的祖先战战兢兢地生活在地下，或过着夜行生活，因此视觉逐渐退化。

其实，脊椎动物的共同祖先视网膜中已有四种视锥细胞（它们是不同颜色的感光受体），并通过这四种独立的感光通道来“看见”世界。但到了胎生哺乳动物这一辈，就只剩下两种视锥细胞，它们无法细分长波长的可见光和短波长的紫外线。

到了大约3000万年前（恐龙已经灭绝），灵长类动物的某个祖先体内，原始的两种感光受体之一产生了突变体，恢复了对红色和绿色的分辨能力。不过，新获得的感光受体分辨能力不强，在视网膜中的分布也不均匀。因此，今天人类的视网膜上有三种感光受体，它们主要吸收红色、绿色与蓝色的可见光。比起仍只有两种视锥细胞的哺乳动物（比如狗），灵长类能看到更多色彩。

哺乳动物双色视觉和三色视觉的模拟图（来源于网络）

相比之下，鸟类拥有更多的色彩通道——它们拥有的第四种感光受体，落在了紫外光谱的一部分。

目前的研究发现，大多数鸟类都有紫外视觉。帮助它们寻找食物和配偶。例如，有蜡质外皮的果实由于会反射更多紫外线，鸟类从远处就能够分辨。一些花朵在紫外线下会呈现更加复杂的图案，吸引拥有紫外视觉的蜂鸟、蜜蜂等动物。

另外，正如有些宠物主人会通过紫外灯照射的方式判断宠物是否在家中四处便溺，野外的猛禽在阳光下也能看见啮齿类动物留下的尿液痕迹。

鸟类是动物世界中最绚丽多彩的一族，而有些对于人类来说毛色单调、难辨雌雄的鸟类，在紫外光下羽毛纹理也并不相同。和鸟类相比，人类都是“紫外色盲”，视觉上和它们差了一整个维度。

鸟类能看到的色域，比人类大了不止一点

基于鸟类拥有紫外视觉的发现，科学家已经开发了各种产品，比如紫外线反射更强的玻璃和猫项圈能够引起鸟类的警觉，减少不必要的鸟类死亡；紫外反射更少的衣物材料，则适合观鸟爱好者隐蔽自己。

“天高任鸟飞”，但找不着北就麻烦了。科学家已经发现，候鸟眼中的一类感光蛋白“隐色素”可产生微小的电荷，并感知地球磁场。这些鸟类对地球磁场的感知是通过视觉，还是一种第六感？目前还不得而知。

领先动物界的眼球结构

鸟类的视觉还有更多优势。

鸟类的眼睛约占头部重量的15%（猛禽的眼睛，更是同体型其他鸟类的1.4倍），相比之下，人类的眼睛只占头部重量的1%左右。更大的眼睛就像口径更大的望远镜，能够采集更多的光线。在日出之后就活跃的“早起鸟儿”，比起睡懒觉的鸟类，眼睛常常更大。

鸟类眼睛并不像人类那样近似球形，而是一个扁扁的钟形。更加扁平的眼结构，加上更靠前的晶状体，增大了鸟类视网膜上的投影画面。鸟类除了伸缩晶状体，还能通过调节角膜的曲率改变聚焦。这种异形眼睛的周围，还有特殊的骨骼结构“巩膜环”，由10余片小骨组成，每块小骨上都连接肌肉，帮助鸟类快速地改变注视焦点。

与巧目流盼的哺乳动物相比，鸟类的眼睛在眼眶中相对固定，显得呆滞。其实，鸟类不仅眼睛大，而且更“有神（经）”：人类的视网膜上，每平方毫米约有20万个感光受体，相比之下，视力平平无奇的家雀，视网膜上感光受体密度已是每平方毫米40万个，猛禽的更是超过百万；同时，鸟类传输视觉信号的神经节也更多，视觉信号的“压缩率”反而比人类等动物还要低。

人类的视网膜感光细胞，主要集中在眼底“中央凹”的位置。当我们注视某个物体时，来自该物体的光线聚焦于眼底黄斑处的中央凹，清晰度最高。而没有聚焦在中央凹上的画面就是“余光”，分辨率不高。除了夜行性鸟类之外，多数的鸟类视网膜上都有多个类似人眼中央凹的结构，甚至联成带状。

视网膜上的多个小凹，分别负责前方和侧面的视觉（图片来源于网络）

人类视网膜中的血管，一定程度上会干扰视觉。多数鸟类的视网膜处有被称为“梳膜”的特化血管系统，不仅能降低眩光，还为它们提供了更高灵敏度的运动侦测能力。更快的“镜头刷新率”，让鸟类更加适应在枝叶繁茂的树林中穿行。如果按照人眼24帧/秒的响应能力，快速移动时只会看到周围环境一片模糊（对于一些速度极快的鸟类求偶舞蹈，科学家还要借助高速摄影机才能分辨）。

此外，鸟类（和现代爬行动物）还有另一项视觉超能力——它们的视锥细胞中还有脂肪液滴。这些液滴不仅起到了防御紫外线伤害的作用，还能作为微型棱镜，帮助光线聚焦到感光受体上。根据所含有的胡萝卜素种类和浓度不同，这些脂肪液滴的颜色也会有差异。

光学显微镜下看到的视锥细胞脂肪液滴，它们起到的滤镜作用（图片来源于网络）

这些小小的“像素滤镜”，进一步增加了鸟类的色彩辨别能力。例如，许多海鸟借助这些红色和黄色液滴，能看清雾气昭昭的远方。

鸟类视觉也有缺点

美洲茶隼可以在18米高的树顶分辨出地面上2毫米的昆虫。视觉犀利如鸟类，为什么还会撞上巨大的风力发电机？

科学家所掌握的碰撞数据，其实反映出了不同鸟类的视觉世界。研究发现，容易与高压电线碰撞的鸟类，常常是双眼位于头部两侧的那些——更宽的视角（例如，鸽子、鹦鹉等双眼视角大约有300度）对于它们躲避天敌和在复杂的环境中飞行有帮助，但它们的前方可能有盲点。

不同的鸟类，立体视觉、单眼视觉和视觉盲区的范围并不相同（图片来源于网络）

另一方面，鹰、隼等双眼前视的猛禽，虽然能够更好地看见立体景深和物体的远近，但视角更小。它们往往过分关注地面的猎物，就会忽略近在眼前的障碍。一些鸟类的眼睛结构更加适应飞行，能够同时看清地面和远方地平线，但代价是对近在眼前的景物判断不清。

其实，根据鸟类生存环境的不同，它们的视觉系统作出了适应，也有所妥协。例如，企鹅适应潜水，角膜变得扁平，而晶状体肌肉变得十分强壮；猫头鹰拥有大量高感光能力的“视杆细胞”，辨别色彩的视锥细胞则很少。

除了猫头鹰之外，多数鸟类的夜视能力较差，习性也都是昼伏夜出。即便如此，一些鸟类会在夜间迁徙，在视力不济的情况下撞上人造建筑物。

即使是光纤充足的白昼，玻璃这种人造材料对于鸟类来说可能也是过于陌生的。一些受过训练的鸟类能辨别玻璃，但野生的鸟类并没有试错的机会。

给风力发电机涂色的研究，某种程度上也反映了我们目前对鸟类的视觉系统还是知之甚少。

“鸟瞰”这个词，描述了居高临下的视角。这种视角鸟类可以轻松获得，但许多陆生动物只能通过登高来实现。对于鸟类视觉的了解，我们显然尚未“登顶”。