红外光的发现可以追溯到弗雷德里克·威廉·赫歇尔爵士(Sir Frederick William Herschel),他在19世纪进行了一项实验,测量电磁光谱颜色之间的温度变化。他注意到一种新的、甚至更温暖的温度测量方法,它超越了光谱中可见的红色区域——红外光。
虽然有很多动物能感觉到热,但有能力用眼睛感知或看到热的动物相对较少。人眼只能看到可见光,可见光只是电磁波谱的一小部分,在那里光以波的形式传播。虽然人眼无法探测到红外线,但我们通常可以在皮肤上感受到它的热量;有些物体,比如火,温度很高,会发出可见光。
而人类通过科技拓展了我们的视野红外摄像机在美国,有一些动物已经进化到能够自然地探测红外光。
大马哈鱼
![在北美弗雷泽河上产卵的红鲑"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/xEA1yRylHAC2c1FsWvX76F-9EjI=/2908x1960/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-528163766-5226a28f793343b0a78b621fbd1ca416.jpg)
鲑鱼会经历很多变化来准备它们的每年的迁徙.有些物种会改变它们的体型,长出钩鼻、驼峰和大牙齿,而另一些物种则把银色的鳞片换成鲜艳的红色或橙色;一切都是为了吸引异性。
当鲑鱼从清澈开阔的海洋游到浑浊的淡水环境时,它们的视网膜会经历一种自然的生化反应,激活它们看到红光和红外光的能力。beplay体育官网电脑这种开关可以让鲑鱼看得更清楚,更容易在水中导航,以便觅食和产卵。圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家在对斑马鱼进行研究时发现,这种适应性与一种将维生素A1转化为维生素A2的酶有关。
其他淡水鱼,如慈鲷鱼和食人鱼,被认为能看到远红光,在可见光谱中,红光的范围刚好在红外线之前。其他的,像普通的金鱼,可能有能力交替看到远红光和紫外线。
牛蛙
![牛蛙(Lithobates catesbeinus)特写"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/cZA5V7gQbNJGUB5a5_uGNpInhw8=/3888x2592/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/bullfrog--lithobates-catesbeinus--close-up-1249213070-8bf0d7062f1e45ea9ac3fc53354fd105.jpg)
牛蛙以其耐心的捕猎风格而闻名,基本上就是等待猎物来找它们,它们已经适应了在多种环境中茁壮成长。这些青蛙使用与鲑鱼相同的与维生素A相关的酶,随着环境的变化,调整它们的视力以看到红外线。beplay体育官网电脑
然而,在牛蛙从蝌蚪期到成虫期的过程中,它们主要使用基于A1的色素青蛙.虽然这在两栖动物中很常见,但牛蛙实际上保留了它们的视网膜看红外光的能力(这非常适合它们阴暗的水生环境),而不是失去这种能力。beplay体育官网电脑这可能与牛蛙的眼睛适合露天和水中的光照环境有关,而鲑鱼则不适合干燥的陆地。beplay体育官网电脑
这些青蛙的眼睛大部分时间都停留在水面以上,从上面寻找可以捕捉的苍蝇,同时观察水面下潜在的捕食者。正因为如此,负责红外视觉的酶只存在于眼睛看水的部分。
蝰蛇
![响尾蛇用它的窝器官来感知红外光"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/kG1gGT8N5s9GAN9uKC3PGW34kn0=/2121x1414/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-588333683-aec14c1061bd4a1ab62d371b3ddd969e.jpg)
红外光由短波(约760纳米)和长波(约100万纳米)组成。温度高于绝对零度(-459.67华氏度)的物体会发出红外辐射。
蛇的亚科Crotalinae,其中包括响尾蛇、棉嘴蛇和铜头蛇的特征是坑受体,使它们能够感知红外辐射。这些感受器,或称“窝器官”,沿着它们的颚部排列着热传感器,为它们提供了一个内置的热红外传感系统。坑内的神经细胞能在分子水平上将红外辐射视为热量,当达到一定温度时,会使坑膜组织升温。然后离子流入神经细胞,触发电信号到大脑。蟒蛇和蟒蛇,这两种蟒蛇,都有相似的传感器。
科学家们认为,蝮蛇的热感器官是为了补充它们正常的视觉,并在黑暗环境中提供一种替代成像系统。beplay体育官网电脑对短尾蝮蛇(一种在中国和韩国发现的有毒亚种)进行的实验发现,视觉和红外信息都是锁定猎物的有效工具。有趣的是,当研究人员限制蛇的视觉和头部两侧的红外传感器(只留下一个眼睛和坑)时,蛇在不到一半的试验中成功地攻击了猎物。
蚊子
![巴西叶子上的埃及伊蚊"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/2szObmvSIGw3AZmzpoMCW8P9Uw8=/2081x1441/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-1293962132-0b9a0aee849844ad9747cc3dc777bd64.jpg)
在寻找食物时,许多吸血昆虫依赖人类和其他动物排放的二氧化碳气体的气味。蚊子然而,它们有能力通过红外视觉来检测体温,从而捕捉到热的线索。
2015年发表在《当代生物学》上的一项研究发现,虽然二氧化碳激发了蚊子最初的视觉特征,但热信号最终引导昆虫足够接近(通常在3英尺内),以确定潜在宿主的确切位置。由于蚊子在16到50英尺的距离就能看到人类,这些初步的视觉线索是昆虫进入温血猎物范围的重要一步。对视觉特征的吸引力、二氧化碳气味和对温暖物体的红外吸引力是相互独立的,对于成功的狩猎来说,不一定要以任何特定的顺序进行。
吸血蝙蝠
![秘鲁马努国家公园的吸血蝙蝠"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/WwYl8pXLC8yTVUtTtcXPYUN3_Oc=/2121x1414/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-707449491-082234e8821642de8a65710268205286.jpg)
与蝮蛇、蟒蛇和蟒蛇相似,吸血蝙蝠它们用鼻子周围专门的坑状器官来探测红外辐射,系统略有不同。这些蝙蝠已经进化到可以自然地产生两种不同形式的相同热敏膜蛋白。这种蛋白质的一种形式,是大多数脊椎动物用来检测疼痛或损伤的热量的,通常在华氏109度及以上的温度下激活。
吸血蝙蝠会产生一种额外的、更短的变种,对86华氏度的温度有反应。从本质上说,这种动物将传感器的功能拆分为通过自然降低热激活阈值来探测体温的能力。这种独特的特征帮助蝙蝠更容易找到温血猎物。