Według badania 214 gatunków zwierząt lądowych w czasopiśmie Science Advances, nisza ekologiczna zwierzęcia jest silnym predyktorem kształtu źrenic.

Gatunki ze źrenicami, które są pionowymi szczelinami, są bardziej prawdopodobne, że są drapieżnikami, które są aktywne zarówno w dzień, jak i w nocy.

W przeciwieństwie do nich, te z poziomo wydłużonymi źrenicami są bardzo prawdopodobne, że są roślinożerne gatunki z oczami po bokach głowy.

Okrągłe źrenice były powiązane z aktywnymi poszukiwaczami, lub zwierzętami, które ścigają swoje ofiary.

Aby wyjaśnić, dlaczego poziomo wydłużone źrenice, z nielicznymi wyjątkami, odpowiadały pasącym się zwierzętom ofiarnym, takim jak owce, jelenie i konie, autorzy badania – prof. Martin Banks z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i współautorzy – zwrócili się do modeli komputerowych, by zbadać efekty różnych kształtów źrenic.

Naukowcy odkryli, że poziome źrenice rozszerzały efektywne pole widzenia. Kiedy rozciągnięte poziomo, źrenice są wyrównane z ziemią, coraz więcej światła z przodu, z tyłu i sides.

The orientacja pomaga również ograniczyć ilość oślepiającego światła od słońca powyżej, więc zwierzę może zobaczyć ziemię lepiej.

“Pierwszy kluczowy wymóg wizualny dla tych zwierząt jest wykrycie zbliżających się drapieżników, które zazwyczaj pochodzą z ziemi, więc muszą zobaczyć panoramicznie na ziemi z minimalnym blind spots. Drugi wymóg krytyczny jest to, że raz robią wykryć drapieżnika, muszą zobaczyć, gdzie są one uruchomione. Muszą widzieć wystarczająco dobrze z kącika oka, aby szybko biegać i przeskakiwać nad rzeczami,” Prof. Banks explained.

Ale co się dzieje z tą orientacją, gdy zwierzę obniża głowę, aby się wypasać? Jeśli źrenice podążają za nachyleniem głowy, stają się bardziej pionowe.

“Aby to sprawdzić, spędziłem wiele godzin w Oakland Zoo, często otoczony przez dzieci szkolne na wycieczkach, aby obserwować różne zwierzęta. Oczywiście, kiedy kozy, antylopy i inne zwierzęta pasące się na ofiarę kładły głowę w dół, aby jeść, ich oczy obracały się, aby utrzymać poziome ustawienie źrenic względem ziemi”, powiedział prof. Banks.

“Oczy zwierząt pasących się mogą obracać się o 50 stopni lub więcej w każdym oku, zakres 10 razy większy niż oczy ludzkie.”

Dla drapieżników z zasadzki z pionowymi źrenicami szczelinowymi, naukowcy zauważyli znaczenie dokładnego pomiaru odległości, którą zwierzęta będą musiały pokonać, aby rzucić się na swoją ofiarę.

Zidentyfikowali trzy wskazówki ogólnie stosowane do pomiaru odległości: stereopsja; paralaksa ruchu, w którym bliższe obiekty poruszają się dalej i szybciej w naszym polu widzenia; i rozmycie, w którym obiekty w różnych odległościach są nieostre.

Wykluczyli paralaksę ruchu jako czynnik, ponieważ użycie tej wskazówki wymagałoby ruchu głowy, który mógłby ujawnić pozycję drapieżnika.

“Pozostałe dwie wskazówki, rozbieżność obuoczna i rozmycie, działają razem z pionowo wydłużonymi źrenicami i oczami skierowanymi do przodu,” powiedzieli naukowcy.

“Widzenie obuoczne działa lepiej przy ocenianiu różnic, gdy kontury są pionowe i obiekty są w odległości, podczas gdy rozmycie wchodzi w grę dla poziomych konturów i celów w bliskim polu. Pionowo-szczelinowe źrenice maksymalizują obie wskazówki.”

Pionowe źrenice nie są jednakowo rozmieszczone wśród drapieżników zasadzkowych.

“Zaskakującą rzeczą, którą zauważyliśmy w tym badaniu jest to, że szczelinowe źrenice były związane z drapieżnikami, które były blisko ziemi. Tak więc koty domowe mają pionowe szczeliny, ale większe koty, jak tygrysy i lwy, nie. Ich źrenice są okrągłe, jak ludzie i psy”, powiedział współautor badania dr William Sprague z University of California, Berkeley.

Wśród 65 przedniookich drapieżników w badaniu, 44 miało pionowe źrenice, a 82 procent z nich miało wysokość ramion, które były mniejsze niż 16.5 cali (42 cm).

Pionowe źrenice wydają się maksymalizować zdolność małych zwierząt do oceny odległości ofiar.

Zespół wyjaśnił to obliczając, że wskazówki dotyczące głębi pola oparte na rozmyciu są bardziej skuteczne w szacowaniu odległości dla krótkich zwierząt niż wysokich.