Se en katt inn i øynene. Hva ser du? Hvis sola skinner og katten myser, ser du inn i et blikk som er langt fra menneskelig. Det skyldes blant annet pupillen.

Mennesker har en rund pupill. Det har ikke katten. Kattepupillen er en smal, loddrett spalte. Katten er ikke alene om dette blikket. Mange andre rovdyr som jakter både dag og natt, har samme loddrette pupill.

Så kan du prøve å se en sau inn i øynene. Det er ikke lett. Hvis du skal møte blikket til sauen, ser du nemlig ikke øynene – i flertall­. Du ser bare ett øye. Øynene sitter på hver sin side av hodet. Og pupillene er vannrette.

Nytt fotoblikk

Menneskene har lenge visst om disse forskjellene. Forskere har også tidligere kommet med forklaringer på hvorfor det er slik, men forklaringene har ikke forklart alt.

Hvorfor er for eksempel pupillene enten vannrette eller loddrette? Hvorfor ikke på skrå?

Nå har en gruppe amerikanske forskere sett på disse spørsmålene med et nytt blikk. Svarene de kommer opp med, kan begeistre mang en fotoentusiast.

Her har evolusjonen tatt i bruk optiske finesser på samme måte som en øvet fotograf. Slik kan rovdyr og byttedyr se hverandre best mulig på ut fra helt forskjellige behov – for å fange eller flykte.

Snurper vekk lyset

Det loddrette framoverblikket til katten, en god del slanger og flere andre rovdyr er kanskje mest spennende. Det er svaret på to viktige behov som rovdyret har.

For det første: Noen rovdyr trenger å jage både dag og natt ­– for eksempel slange og katt. Dyret trenger vidåpne pupiller om natta for å samle mest mulig lys. Om dagen må pupillene snurpes igjen for at dyret ikke skal bli blendet.

Menneskets runde pupill klarer ikke jobben bra nok. Når øyet vårt er maksimalt sammensnurpet, faller lysmengden på netthinnen bare til en femtendedel.

Den smale, loddrette spalten til katta klarer jobben mye bedre. Den slipper mindre enn en hundredel av det skarpe dagslyset inn.

• Les også: Helt om natten, blind om dagen

3D fra to vinkler

Men hvorfor er spalten loddrett? Svaret er en snedig kombinasjon av to optiske finesser, som forsterker hverandre og hjelper rovdyret å bedømme avstand.

Å se avstanden er viktig for å beregne det avgjørende spranget og felle byttet. Rovdyret bruker de samme knepene som en moderne filmfotograf: 3D og dybdeskarphet.

Med to øyne rettet framover ser rovdyret samme scene fra litt forskjellige vinkler. Det samme gjør et stereokamera og våre to øyne.

Disse vinkelforskjellene klarer hjernen vår – og hjernen til rovdyret – å tolke som 3D, som dybde, som forskjellige avstander.

Virker best på loddrette linjer

Men øynene sitter vannrett ved siden av hverandre. Det betyr at dybdesynet virker på slikt som står ut fra den vannrette retningen – altså loddrette linjer.

Det kan høres rart og motstridende ut, men tenk på en helt jevn vannrett linje, for eksempel en speilblank havhorisont. Øynene har ikke noe å feste seg ved i vannrett retning. De vannrette vinkelforskjellene blir mangetydige, og 3D-sansen blir forvirret. Hvordan skal dyret da beregne avstanden?

Dybdeskarphet

Svaret er: Bruk dybdeskarphet isteden. Alle som har drevet med fotografering, vet at du kan utnytte lav dybdeskarphet. Du kan få en fin blomst eller et kjært ansikt til å stå skarpt fram mot en uskarp bakgrunn.

For å få denne effekten, må du bruke stor blenderåpning. Da får du lav dybdeskarphet. Alt foran og bak avstanden du stiller skarpt på, blir uskarpt. Men ikke i alle retninger hos katten.

 Den smale, loddrette pupillen er nemlig en genistrek fra naturens side.

Uskarpt vannrett

I loddrett retning er spalten vid, og blenderåpningen stor. Det betyr at dybdeskarpheten blir liten for alt som står loddrett. Det betyr at vannrette linjer blir dradd uskarpt ut i loddrett retning. De vannrette linjene var jo nettopp de linjene som 3D-synet hadde problemer med.

Her kan katten til gjengjeld da utnytte den lave dybdeskarpheten. Den kan stille om fokus fram og tilbake og finne ut hvilke vannrette linjer som er nær og hvilke som er fjerne.

Skarpt loddrett

Hvordan er det så med blenderåpningen – og dybdeskarpheten – i den andre retningen? Pupillen er en loddrett spalte. Det betyr at når du måler vannrett blir det en liten åpning. Det blir som å snurpe igjen blenderåpningen på et kamera.

Det betyr at dybdeskarpheten blir stor – men bare i vannrett retning. Med andre ord: Loddrette linjer blir ikke dradd uskarpt ut i vannrett retning. De forblir skarpe uansett avstand. Det er bra for 3D-synet.

Dermed har katten hele bildet – både loddrett og vannrett.

Høye rovdyr har runde pupiller

Så har forskerne oppdaget at slett ikke alle rovdyr har disse undergjørende loddrette pupillene. Ulv har runde pupiller, som oss. Det samme har løver. Hvorfor?

Svaret ligger i høyden på dyret. Jo lavere hodet smyger seg fram mot byttet over marken, desto bedre effekt har rovdyret av å bruke lav dybdeskarphet til å bedømme avstand.

Lavt over bakken kaster byttedyret blikket oftere mot det som er nærmere. Og jo nærmere et kamera er motivet, desto mindre er dybdeskarpheten.

Dette kjenner også fotografen som bruker nærlinse: Da blir bakgrunnen raskere uskarp enn på større avstander.

Sau med supervideograf

Når rovdyrene har så bra øyne til å hjelpe seg, er det ikke rart at evolusjonen har utstyrt byttedyrene med tilsvarende superoptikk. Men her er kravene til optikken helt annerledes.

En sau i grønn eng trenger ikke å bedømme avstanden til ulven nøyaktig. Den trenger å oppdage ulven tidligst mulig.

Derfor er sauen utstyrt med øyne som tar i bruk Ivo Caprinos og Bjarne Sandemoses velprøvde teknologi – supervideografen.

Caprino og Sandemose tok med seg fem videokameraer opp i helikopter og fløy lavt over fjord og fjell. Kameraene pekte i forskjellige retninger, fra venstre til høyre.

• Les også: Rovdyr til høyre, venner til venstre

Det brede bildet

Så ble de fem videobildene vist på skjermer i samme rekkefølge fra venstre mot høyre. Resultatet ble et panorama som turister har beundret på blant annet Nordkapplatået og i Hunderfossen Familiepark.

Sauen har ikke fem øyne og slipper å dingle fra et helikopter, men prinsippet er det samme. Venstre og høyre øye sitter på hver sin side av hodet. Bildene brukes til å sette sammen et panorama. Det brukes  ikke til å lage dybdesyn av samme bildeutsnitt i 3D.

Slik kan sauen få det brede bildet og se de første varsler om en gråbein som nærmer seg, fra sidene eller forfra.

Øynene snurrer i hodet

De vannrette pupillene forsterker denne breddeeffekten og skygger samtidig for sola høyere opp, ifølge forskerne fra University of California Berkeley. Men hva skjer med utsynet når sauen bøyer seg for å nappe en saftig gresstust?

Forskerne studerte beitende byttedyr i dyrehagen i Oakland i California. Da oppdaget de noe oppsiktsvekkende – bokstavelig talt. Dyra så nemlig opp også når hodet pekte ned i gresset.

– Når geiter, antiloper og andre gressende byttedyr bøyer hodet ned for å spise, så roterer øyet slik at pupillen beholder sin vannrette stilling i forhold til bakken, sier en av forskerne i en nyhetsmelding fra universitetet.

Lenke og referanse:

Nyhetsmelding fra University of California Berkeley

Martin S. Banks m.fl.: Why do animal eyes have pupils of different shapes? Science Advances, 7. August 2015, DOI: 10.1126/sciadv.1500391