Vi siete mai chiesti perché gli occhi del vostro gatto hanno quelle fessure verticali raccapriccianti per le pupille? Un nuovo studio suggerisce che la ragione potrebbe risiedere nella modalità di caccia preferita dai gatti.
Le pupille a fessura verticale sono più comuni tra i predatori notturni che tendono imboscate alle loro prede, secondo la nuova ricerca, pubblicata oggi (aug. 7) nella rivista Science Advances. Molto probabilmente, questa forma della pupilla fornisce il modo più nitido per misurare la distanza per un salto rapace, lo studio ha trovato.,
La nuova ricerca non solo demistifica il gatto domestico, tuttavia; rivela anche che le bizzarre pupille rettangolari orizzontali sfoggiate da capre e pecore probabilmente aiutano questi animali da preda a scannerizzare l’orizzonte per i predatori — e guardare il terreno quando sfreccia dal pericolo. Inoltre, le pupille circolari tendono ad essere trovate su predatori alti e attivi che sono svegli durante il giorno. (Suona familiare, umani?,)
Occhio di gatto
L’osservazione che i predatori tendono ad avere pupille verticali e prede quelle orizzontali risale al 1940, ma nessuno aveva mai quantificato quella differenza, ha detto Martin Banks, un ricercatore di visione presso l’Università della California, Berkeley. Per scoprire se c’era verità dietro le osservazioni casuali, Banks e il suo team hanno assemblato un database di 214 specie terrestri. Quindi, hanno analizzato la forma della pupilla di ogni specie in relazione alle abitudini di foraggiamento dell’animale e all’attività diurna o notturna., (Il team ha lasciato fuori uccelli e pesci al fine di limitare le complicazioni di vari ambienti visivi.)
I predatori di imboscate, come molti gatti e serpenti, avevano più probabilità di sfoggiare pupille a fessura verticale, in particolare quando quegli animali erano attivi di notte. La ragione di questa correlazione molto probabilmente ha a che fare con la meccanica dell’occhio, Banks ha detto Live Science. I cacciatori di imboscate devono essere molto bravi a misurare la profondità in modo che possano effettivamente saltare fuori dalla loro preda.
Ci sono due modi per misurare la profondità senza muoversi., In un metodo, stereopsis, il cervello confronta la distanza tra le due immagini restituite da ciascun occhio per misurare la profondità. (Tenere il dito, concentrarsi su di esso e chiudere ogni occhio in successione. Quel “salto” che vedi è la distanza usata nella stereopsi.)
L’altro metodo, blur, sfrutta la sfocatura degli oggetti dietro e davanti al punto su cui ti stai concentrando.
Come risulta, lo spostamento da lato a lato utilizzato nella stereopsi è più facile da misurare usando linee e contorni verticali rispetto a quelli orizzontali., Quindi, ha detto Banks, la pupilla verticale fornisce la vista migliore per la stereopsi.
Per giudicare le distanze orizzontali, però, i gatti e altri predatori a fessura probabilmente usano la sfocatura, ha detto Banks. Per massimizzare la sfocatura, la pupilla deve aprirsi. E per massimizzare la sfocatura per le linee orizzontali, la pupilla deve aprirsi dall’alto verso il basso. In altre parole, la forma ideale è stretta orizzontalmente e larga verticalmente — precisamente la disposizione dell’occhio di un gatto.
“Questa è la disposizione giusta per massimizzare lo stereo e la sfocatura come segnali per distanziare simultaneamente”, ha detto Banks.,
Pupille per prede
Dall’altra parte dello spettro ci sono le strane pupille rettangolari di capre, pecore, cavalli e alcuni rospi. Banks e i suoi colleghi hanno scoperto che, su 42 prede erbivore nel loro database, 36 avevano pupille orizzontali. Per scoprire perché, hanno creato un modello al computer di un occhio di pecora e misurato la sua ottica.
I risultati hanno rivelato che una pupilla orizzontale riduce al minimo l’input dall’alto e dal basso e massimizza l’input dalla parte anteriore e posteriore di un animale, creando una vista panoramica. Inoltre, la maggior parte di questi animali da preda ha gli occhi ai lati della testa, migliorando ulteriormente quella vista.
“Permette loro di vedere meglio davanti e dietro, e forse di non essere abbagliati dalla luce solare dall’alto”, ha detto Banks.,
Ancora più interessante, ha detto Banks, è stata la scoperta che questi alunni minimizzano anche la sfocatura dei contorni orizzontali, creando un’immagine più nitida del terreno e del terreno imminente. Questo è abbastanza importante per un animale che potrebbe aver bisogno di far cadere tutto e correre se un leone di montagna si avventa — specialmente un animale con gli occhi sul lato della testa, ha detto Banks.
“Immagina che i tuoi occhi guardassero a 70 gradi da dove stai correndo”, ha detto. “Saresti terribile.,”
Parte attraverso lo sviluppo di questa teoria, Banks ei suoi colleghi si sono resi conto che potrebbero avere un problema, ha detto. Gli occhi orizzontali di una capra dovrebbero rimanere in linea con l’orizzonte affinché l’animale possa beneficiare di questa ulteriore chiarezza. Se gli alunni dell’animale non si allineavano quando pascolava, a testa in giù, “ecco la nostra idea”, ha detto Banks.
Si “precipitò” in uno zoo locale mentre uno dei suoi colleghi si dirigeva verso una fattoria vicino a casa sua in Inghilterra, ognuno con una videocamera in mano., Ciò che hanno visto ha rimesso in gioco la loro teoria: capre, pecore e cavalli ruotano tutti i loro occhi — uno in senso orario e uno in senso antiorario — per mantenere le loro pupille in linea con l’orizzonte quando pascolano.
Banks non ha trovato alcun riferimento a questo talento nella letteratura scientifica, ma ha detto che lui e il suo team “kind of doubt” lo hanno scoperto. “Non riesco a immaginare che questo abbia perso l’attenzione di tutti negli ultimi duecento anni”, ha detto.,
Eye evolution
Se le pupille verticali sono per la caccia e le pupille orizzontali sono per la fuga, dove lasciano le pupille rotonde come quelle degli umani? Questi risultati, ha detto Banks, sono un po ‘ meno chiari. Gli animali con pupille rotonde tendono ad essere predatori attivi o raccoglitori che sono svegli sia di giorno che di notte. Ma la correlazione tra la forma della pupilla e questi tratti non era così forte come lo era per le pupille verticali e orizzontali.,
Infine, i ricercatori hanno creato alcuni alberi genealogici di gatti e canidi (un gruppo che comprende cani e volpi), per scoprire se la forma della pupilla si è evoluta solo una volta in queste famiglie o se si apre indipendentemente in più occasioni. Hanno scoperto che strane forme di pupilla si sono evolute molte volte.
“È solo una specie di andare e venire a seconda della loro nicchia”, ha detto Banks. “Pensiamo che qualunque pressione ci fosse per evolvere una certa forma della pupilla sia accaduta più volte, non solo una volta.,”
I giudizi sulla distanza non sono l’unica ragione per cui gli animali potrebbero evolvere una certa forma della pupilla, ha aggiunto Banks. Altri fattori, come la visione dei colori e il riconoscimento dei pattern, probabilmente giocano un ruolo.
I ricercatori ora vogliono studiare l’interazione tra la retina e la pupilla, in particolare negli occhi orizzontali. Molti animali con pupille orizzontali hanno una retina “striscio”, ha detto Banks, con una maggiore densità di recettori della luce in una striscia orizzontale attraverso la retina. (Gli esseri umani, al contrario, hanno un’area circolare chiamata fovea che è particolarmente densa.,)
La squadra vuole anche guardare occhi ancora più strani. Alcune lucertole, ad esempio, hanno pupille che si restringono in tre o quattro fori di spillo impilati verticalmente. I cefalopodi come le seppie hanno pupille a forma di “W”davvero bizzarre. E alcuni pattini e raggi hanno pupille a forma di lune a mezzaluna.
“Ce ne sono molti davvero strani là fuori”, ha detto Banks.
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