北京
仔细观察过猫头鹰的小伙伴会发现，猫头鹰的眼睛总是炯炯有神，直直地盯着前方，几乎从不转动。其实，这并不是错觉——猫头鹰的眼球结构确实使其无法在眼眶中转动。它们是极少数双眼朝向前方、具备面盘结构的鸟类，视觉立体感极强。在分类学上，它们被单独归为鸮形目，拥有一套独特的视觉与感知系统。那么，为什么猫头鹰的眼睛不能动呢？这背后隐藏着怎样的生物奥秘？
面盘形态各异的鸮形目（图片来源：北京自然博物馆）
猫头鹰的眼睛其实是“眼筒”
猫头鹰的眼睛与人类有着本质上的差别。人眼是球形的，嵌在眼眶内，可以通过六条眼外肌灵活转动，实现上下左右的目光移动。然而猫头鹰的眼睛却呈长管状，科学上称为“眼筒”。
猫头鹰的头骨，能看出眼睛呈长管状（图片来源：[7]）
这种眼筒结构是为了最大限度地增强视觉灵敏度和进光量。与球形眼睛相比，眼筒能容纳更大直径的晶状体和视网膜，这就好比在暗夜中用上了“超大光圈”的相机镜头。因为夜间光线微弱，猫头鹰为了提高视觉灵敏度，不得不牺牲眼球的活动能力——也就是说，它们选择了“看得更清”而不是“看得更灵活”。
（图片来源：网络）
由于眼筒结构不适合在眼眶中自由转动，猫头鹰的眼睛基本上是固定在头骨里的。这也就导致了它们无法像人类那样仅用眼球转动来扫视环境，必须依靠转动整个头部来调整视线方向。
猫头鹰的头部可以旋转270度？
眼睛不能动听上去似乎是一种劣势，毕竟灵活的目光有助于快速捕捉移动的猎物。但猫头鹰并没有因此成为视觉上的弱者。相反，它们通过其他方式补偿了眼球转动的缺陷。
最引人注目的便是猫头鹰惊人的头部旋转能力。在不少纪录片或照片中，我们都能看到猫头鹰将头转得几乎“倒过来”的画面。事实上，猫头鹰可以将头部旋转达270度，几乎可以回头看自己背后。
猫头鹰可以将头部旋转达270度（图片来源：网络）
这种旋转能力来自于其独特的骨骼与血管结构：猫头鹰的颈部拥有14块颈椎骨（人类只有7块），这为其提供了更多的灵活性；此外，它们的椎动脉通过宽大的骨管穿过颈椎，血管结构具有备用血液通路，能防止快速转头时造成血流中断或脑缺氧；特殊的肌肉和韧带结构，也让猫头鹰可以“轻松”完成大幅度旋转，而不会造成损伤。
猫头鹰的颈动脉和椎动脉之间存在独特的血管连接，允许血液在两条血管之间交换（图片来源：[1]）
猫头鹰是如何成为“夜视高手”的？
虽然猫头鹰的眼睛不能动，但其视觉性能却令人惊叹。尤其是在夜晚，它们是当之无愧的夜视高手。
首先，猫头鹰的视网膜上分布着大量的杆状细胞。这类细胞对弱光极其敏感，使得猫头鹰在微光环境下也能分辨出猎物的轮廓和运动。其次，猫头鹰的双眼朝前排列，使得它拥有极强的立体视觉和距离判断能力。这在捕猎时至关重要，因为它能精准判断猎物的位置与距离，确保扑击一击即中。
视网膜内的细胞组成（图片来源：[5]）
值得注意的是，这种前置的双眼结构，也就意味着猫头鹰的视野范围较窄，约为110度，其中双眼重叠的立体视觉范围为70度。相比之下，人类的双眼重叠区域约为120度，整体视野约为180度。因此，猫头鹰更加依赖头部转动来扫描周围环境，这也解释了为何它们的“头动得特别多”。
精准飞行单纯是视觉的功劳吗？
有趣的是，尽管猫头鹰的眼睛不转动，视野相对狭窄，但它们却能在黑夜中精准飞行，避开树枝、绕过障碍，悄无声息地逼近猎物。这要归功于猫头鹰不仅仅依赖视觉，还调动了极其敏锐的听觉。
猫头鹰的耳孔位置并不对称，有的一边略高，有的一边略低，这种“偏心耳”设计让它们可以准确地判断声音的方向和距离，甚至可以在完全黑暗的环境中仅凭声音定位猎物。这就为视觉的局限性提供了强有力的补充。
一些猫头鹰种类，比如西仓鸮，有着不对称的耳孔（图片来源：[6]）
此外，猫头鹰的飞行方式也与众不同。它们拥有特殊结构的飞羽，能在飞行中有效削弱空气振动，几乎无声飞行。这让它们可以在黑夜中悄然接近猎物，而不会惊动目标。
猫头鹰的羽毛是毛绒绒的，使其能够做到“静音飞行”（图片来源：[4]）
猫头鹰的眼睛虽然不能转动，但这并不妨碍它们成为黑夜中的王者。在黑暗的丛林里，正是这份看似僵硬的凝视，使它们成为悄然无声、百发百中的捕猎高手。
参考文献:
1.Krings M, Nyakatura J A, Fischer M S, et al. The cervical spine of the
American barn owl (Tyto furcata pratincola): I. Anatomy of the vertebrae and regionalization in their S-shaped arrangement[J]. PloS one, 2014, 9(3): e91653.
2.https: //mp.weixin.qq.com/s/ba6tMyJYZv4GhYeZWufnqA
3.https://mp.weixin.qq.com/s/O0HrKjP48I1nmdpKDxRY8Q
4.https://mp.weixin.qq.com/s/ NSh-5KbX1zJFa_rsghyf-A
5.h ttps://mp.weixin.qq.com/s/ -4OK1bAQub4QdZxSDiB90A
6. h ttps://mp.weixin.qq.com/s/ bapKwbnwVicX0vE-HFFeUg
7.https://www.aiwc.ca/blog/owl-eyes-natures-night-vision-goggles/
来源：力学科普
编辑：小鹿
转载内容仅代表作者观点
不代表中科院物理所立场
如需转载请联系原公众号
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
