A Science Advances folyóiratban megjelent, 214 szárazföldi állatfajról szóló tanulmány szerint az állat ökológiai fülkéje erősen előrejelzi a pupilla alakját.
A tanulmány szerint a pupilla megmutatja, hogy az állat vadászik vagy vadászik. Image credit: Tambako the Jaguar / CC BY-ND 2.0.
A függőlegesen hasított pupillájú fajok nagyobb valószínűséggel ragadozók, amelyek nappal és éjszaka is aktívak.
A vízszintesen megnyúlt pupillájúak ezzel szemben nagy valószínűséggel növényevő fajok, amelyek szemei a fejük oldalán helyezkednek el.
A kör alakú pupillák az aktív gyűjtögető, vagyis a zsákmányukat üldöző állatokhoz kapcsolódtak.
Azért, hogy megmagyarázzák, miért feleltek meg a vízszintesen megnyúlt pupillák – kevés kivételtől eltekintve – a legelésző zsákmányállatoknak, például a juhoknak, szarvasoknak és lovaknak, a tanulmány szerzői – Martin Banks professzor a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemről és szerzőtársai – számítógépes modellekhez fordultak, hogy tanulmányozzák a különböző pupillaformák hatásait.
A tudósok megállapították, hogy a vízszintes pupillák kitágították a hatékony látómezőt. Vízszintesen kinyújtva a pupillák a talajhoz igazodnak, így több fény jut be elölről, hátulról és oldalról.
A tájolás segít a fentről érkező vakító napfény mennyiségének korlátozásában is, így az állat jobban látja a talajt.
“Ezen állatok első legfontosabb vizuális követelménye a közeledő ragadozók észlelése, amelyek általában a földről érkeznek, ezért a talajon panorámaszerűen kell látniuk, minimális vakfoltokkal. A második kritikus követelmény az, hogy amint észlelik a ragadozót, látniuk kell, hová futnak. Elég jól kell látniuk a szemük sarkából ahhoz, hogy gyorsan fussanak és átugorjanak dolgokat” – magyarázta Banks professzor.
De mi történik ezzel a tájékozódással, amikor az állat lehajtja a fejét, hogy legeljen? Ha a pupilla követi a fej dőlését, akkor függőlegesebbé válna.”
“Hogy ennek utánajárjak, órákat töltöttem az oaklandi állatkertben, gyakran iskolásoktól körülvéve a tanulmányi kirándulásokon, hogy megfigyeljem a különböző állatokat. Bizony, amikor a kecskék, antilopok és más legelésző zsákmányállatok lehajtották a fejüket evéshez, a szemük elfordult, hogy a pupillák vízszintes vonalban maradjanak a talajjal” – mondta Banks professzor.
“A legelésző állatok szeme 50 fokot vagy még többet is képes elfordulni mindkét szemükben, ami tízszer nagyobb tartomány, mint az emberi szemeké.”
A függőlegesen réselt pupillájú lesből támadó ragadozók esetében a tudósok megjegyezték, hogy fontos pontosan felmérni a távolságot, amelyre az állatoknak szükségük van ahhoz, hogy lecsapjanak a zsákmányra.”
Három olyan jelzést azonosítottak, amelyeket általában a távolság felmérésére használnak: a sztereopszist; a mozgásparallaxist, amelyben a közelebbi tárgyak távolabbra és gyorsabban mozognak a látómezőnkben; és a homályosságot, amelyben a különböző távolságban lévő tárgyak nem fókuszálnak.
A mozgásparallaxist mint tényezőt kizárták, mivel ennek a jelzőnek a használata fejmozgást igényelne, amely elárulhatná a ragadozó helyzetét.
“A fennmaradó két jelző, a binokuláris diszparitás és az elmosódás együtt működik a függőlegesen megnyúlt pupillákkal és az előre néző szemekkel” – mondták a tudósok.
“A binokuláris látás jobban működik a különbségek megítélésében, amikor a kontúrok függőlegesek és a tárgyak távol vannak, míg az elmosódás a vízszintes kontúrok és a közeli célpontok esetében lép működésbe. A függőleges réses pupillák mindkét jelzést maximalizálják.”
A függőleges réses pupillák azonban nem egyenlően oszlanak meg a lesből támadó ragadozók között.
“Egy meglepő dolog, amit ebből a vizsgálatból észrevettünk, hogy a réses pupillák olyan ragadozókhoz kapcsolódtak, amelyek közel voltak a talajhoz. Tehát a házimacskáknak függőleges réspillái vannak, de a nagyobb macskáknak, például a tigriseknek és az oroszlánoknak nincsenek. Az ő pupilláik kerekek, mint az embereké és a kutyáké” – mondta a tanulmány társszerzője, Dr. William Sprague a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemről.
A vizsgálatban szereplő 65 frontális szemű ragadozó közül 44-nek volt függőleges pupillája, és 82 százalékuknak 16-nál kisebb volt a vállmagassága.5 inch (42 cm).
Úgy tűnik, a függőleges pupillák maximalizálják a kis állatok képességét a zsákmány távolságának megítélésére.
A kutatócsoport ezt azzal magyarázta, hogy az elmosódáson alapuló mélységélességjelzések hatékonyabbak a távolságok becslésében az alacsony állatok esetében, mint a magasaknál.