Những tổ chức sinh vật khác nhau tiến hóa để quan sát thế giới theo cách khác nhau, với cấu tạo mắt tối ưu hóa cho các kiểu tồn tại đa dạng.
Ruồi mắt cuống
Loài sinh vật nhỏ bé nhưng kỳ lạ này chủ yếu được tìm thấy trong các cánh rừng nhiệt đới ở Đông Nam Á, châu Phi và một số ít ở châu Âu và Bắc Mỹ. Tên của chúng được đặt dựa vào việc có các phần dài nhô ra từ hai bên đầu với mắt và râu ở phía cuối. Các con ruồi đực thường có cuống mắt dài hơn nhiều so với ruồi cái và các nhà sinh vật học cũng đã xác định được rằng, ruồi cái thích các “chàng” có cuống mắt dài.
Trong mùa giao phối, các con đực thường đứng mặt đối mặt và đọ chiều dài cuống mắt của chúng. Con nào có “sải mắt” xa nhất sẽ được công nhận là kẻ thắng cuộc. Các con ruồi đực cũng có khả năng phi thường về phóng to cuống mắt của chúng bằng cách nuốt không khí qua miệng và thổi nó qua ống dẫn vào đầu các cuống mắt. Chúng chủ yếu làm điều này trong mùa giao phối.
Cá Spookfish
Spookfish là một loài cá nước sâu, có dáng vẻ ma quái và sở hữu một trong những cấu trúc mắt kỳ lạ nhất từng được giới khoa học biết đến. Mỗi mắt có một phần phồng bên được gọi là “túi thừa”, chia tách với phần mắt chính bởi một vách ngăn. Trong khi phần chính của mắt có một thủy tinh thể với chức năng tương tự như mắt của các động vật khác thì phần “túi thừa” chứa một tấm gương cong, phức hợp gồm nhiều lớp của tinh thể guanin. “Tấm gương” này thu thập ánh sáng vượt trội hơn mắt thường. “Túi thừa” phản xạ ánh sáng và tập trung nó vào võng mạc, cho phép cá spookfish quan sát được cả phía trên và phía dưới cùng một lúc.
Cá Spookfish là động vật có xương sống duy nhất sử dụng cấu trúc mắt gương để nhìn ngoài các thủy tinh thể thông thường. Loài cá này phân bố ở khắp nơi trên thế giới nhưng chúng ta rất hiếm khi nhìn thấy chúng vì chúng dành phần lớn cuộc đời sống ở độ sâu 1.000 – 2.000 mét. Cá Spookfish ăn các động vật giáp xác nhỏ và sinh vật phù du. Chúng có chiều dài trung bình khoảng 18cm.
Nhện mặt quỷ
Nhện thường được biết đến như động vật có nhiều mắt (mặc dù điều này rất khác nhau giữa các loài nhện, một số có 2 hay 4 mắt trong khi số khác có tới 6 hoặc 8 mắt). Loài nhện mặt quỷ sở hữu 6 mắt nhưng trông cứ như chỉ có 2 mắt vì cặp ở giữa phát triển to lớn hơn hẳn 2 cặp còn lại. Đây là một sự thích nghi cho lối sống về đêm. Nhện mặt quỷ được trời phú cho tầm nhìn ban đêm tuyệt vời, không chỉ vì đôi mắt to lớn mà còn vì một lớp tế bào cực kỳ nhạy cảm ánh sáng bao phủ bên ngoài chúng. Lớp màng này nhạy cảm đến mức trong thực tế, nó bị phá hủy vào lúc bình minh và một lớp màng mới được sản sinh ra mỗi đêm. Các con mắt của nhện mặt quỷ được coi là dị thường vì chúng có thị lực hoàn hảo vào ban đêm mặc dù thiếu tapetum lucidum – một tấm màng phản chiếu vốn giúp các loài nhện khác (và các động vật ăn thịt khác như mèo) nhìn được trong điều kiện ánh sáng yếu. Các nhà khoa học tin rằng, nhện mặt quỷ có khả năng quan sát ban đêm tốt hơn cả mèo, cá mập và cú (động vật vốn có thị lực ban đêm tốt hơn so với con người tới 100 lần).
Tôm bọ ngựa (tôm tít)
Nhiều người coi tôm bọ ngựa là loài động vật sở hữu những con mắt kỳ dị và đáng ngạc nhiên nhất trên thế giới. Tôm bọ ngựa không thực sự là tôm, mà là một loại giáp xác khác thuộc bộ Stomatopoda. Nổi tiếng vì sự hung hãn và các vũ khí ghê gớm (tôm Mantis có vuốt cực kỳ sắc bén, mạnh mẽ và có thể cắt đôi một ngón tay người hoặc thậm chí phá vỡ một hồ cá thủy tinh bằng một cú tấn công duy nhất), loài sinh vật này là những kẻ săn mồi phàm ăn, sống chủ yếu ở vùng biển nhiệt đới.
Giống như chuồn chuồn, mắt của tôm bọ ngựa cũng thuộc dạng phức hợp, mặc dù có ít đơn vị thị giác ommatidia hơn (khoảng 10.000 cho mỗi mắt). Tuy nhiên, ở tôm bọ ngựa, mỗi hàng ommatidia có một chức năng riêng biệt. Ví dụ, một vài trong số chúng được sử dụng để phát hiện ánh sáng, số khác để nhận diện màu sắc, … Tôm bọ ngựa có khả năng nhận biết màu sắc tốt hơn nhiều so với con người.
Các con mắt của tôm bọ ngựa được đặt ở cuối thân và có thể di chuyển độc lập với nhau, xoay đảo tới 70 độ. Thêm một điểm thú vị nữa là, thông tin thị giác do chính các con mắt của tôm bọ ngựa xử lý chứ không phải là bộ não của chúng. Kỳ lạ hơn, mỗi mắt của tôm bọ ngựa được chia làm 3 phần, cho phép loài sinh vật này nhìn thấy các đối tượng bằng 3 phần khác nhau của cùng một mắt. Điều này có nghĩa là, nếu bị mất một mắt, con mắt còn lại của chúng vẫn sẽ có khả năng đánh giá độ sâu và khoảng cách tốt như một con người với đủ hai mắt.
Con người có 4 cơ quan thụ quang nhưng tôm tít thuộc bộ Tôm chân miệng có tới 16 cơ quan thụ quang trong đôi mắt kép của chúng. Chúng có cả cơ quan thụ quang với màu sắc thông thường và cơ quan thụ quang nhạy cảm với ánh sáng cực tím. Chúng có thể thấy 5 dải tần số cực tím khác nhau.
Ngoài ra, tôm tít có thể nhìn ánh sáng phân cực. Nhiều động vật có thể thấy ánh sáng phân cực thẳng, bao gồm mực nang. Tôm tít là loài vật duy nhất có thể thấy ánh sáng phân cực cong. Mỗi mắt nằm trên một cuống dài và có thể di chuyển độc lập với khả năng nhận thức chiều sâu. Con người dựa vào hai mắt để nhận thức chiều sâu trong khi tôm tít chỉ cần một. Chúng thậm chí có thể phát hiện bệnh ung thư trước khi triệu chứng xuất hiện.
Bộ ba thùy
Bộ ba thùy là một trong những nhóm động vật thành công nhất của mọi thời đại, phát triển mạnh trong gần 300 triệu năm trước khi khủng long xuất hiện trên trái đất. Mặc dù một số loài trong bộ này không có mắt nhưng phần lớn số còn lại sở hữu những cặp mắt phức hợp tương tự như các loài côn trùng. Điều kỳ lạ về mắt bộ ba thùy là các thủy tinh thể của chúng cấu tạo từ tinh thể canxit vô cơ, một loại khoáng chất cũng là thành phần chính của đá vôi và đá phấn. Ở dạng tinh khiết nhất, canxit khá trong, đủ để trở thành vật liệu làm thủy tinh thế của mắt.
Những đôi mắt tinh thể là độc nhất vô nhị đối với bộ ba thùy vì mắt phức hợp của các động vật không xương sống hiện đại hình thành từ chitin – một chất hữu cơ. Do thành phần cấu tạo khác thường, mắt của bộ ba thùy rất không linh động và không thể điều chỉnh để tập trung. Thay vào đó, bộ ba thùy chỉnh sửa sự tập trung bằng một cơ chế mắt bên trong, không chỉ giải quyết bất kỳ vấn đề tiềm ẩn nào do thấu kính khoáng chất gây ra, mà còn tạo cho chúng tầm nhìn tốt, có thể quan sát các đối tượng cả ở gần và xa cùng lúc.
Ngoài ra, một số động vật thuộc bộ ba thùy sở hữu những con mắt thực sự trông rất kỳ dị. Một số có mắt nằm ở cuối các cuống dài giống như ruồi mắt cuống, trong khi số khác có “nắp mắt” phía trên các mắt để bảo vệ chúng trước ánh sáng mặt trời chói chang. Được làm từ canxit, mắt của bộ ba thùy hóa thạch dễ dàng, và do đó chúng ta có thể biết thêm về cấu trúc mắt và thị lực của chúng hơn so với bất kỳ sinh vật thời tiền sử nào khác.
Dê
Chúng ta thường tưởng tượng rằng con ngươi trong mắt hình tròn. Tuy nhiên, mắt của dê và đa phần các động vật có móng guốc khác chứa những khe nằm ngang, gần như biến thành hình chữ nhật khi giãn nở. Đặc điểm này tạo cho dê tầm nhìn bao quát 320 – 340 độ, đồng nghĩa với việc chúng có thể nhìn thấy hầu như tất cả các xung quanh mình mà không cần phải di chuyển (con người có tầm nhìn bao quát 160 – 210 độ). Do đó, những động vật sở hữu con ngươi mắt hình chữ nhật có thể nhìn tốt hơn vào ban đêm do có các con ngươi lớn hơn, có thể khép chặt hơn ban ngày để hạn chế ánh sáng. Điều thú vị là, bạch tuộc cũng có các con ngươi mắt hình chữ nhật.
