Göz bebeklerini, karanlıkta genişleyen ve aydınlıkta küçülen basit delikler olarak düşünmek kolaydır. Ancak hayvanlar alemine şöyle bir bakarsanız çeşitli göz bebeği şekilleri görürsünüz. Örneğin kedilerde ve yılanlarda dikey yarıklar, keçilerde ve atlarda yatay dikdörtgenler ve mürekkep balıklarında ise W şeklinde hilaller şeklinde görürsünüz. Bir hayvanın göz bebeğinin şekli, o hayvanın nasıl gördüğü ve hayatta kalmak için neye ihtiyaç duyduğu hakkında çok şey ortaya çıkarabilir. Kusursuz bir optik sistemde, göz bebeğinin şekli pek de önemli olmamalıdır. İngiltere'deki Newcastle Üniversitesinden görsel sinirbilimci Jenny Read konu hakkında şöyle söylüyor:

İdeal bir dünyada, optiğin genel olarak öğretiliş biçimine göre, tüm ışık zaten tam olarak aynı noktaya gelmesi gerektiği için göz bebeğinin şekli bir nevi önemsizdir. Fakat gerçek gözler kusursuz değildir ve göz bebeğinden geçen ışık, farklı göz bebeği şekillerinin farklı yollarla çözdüğü bir kırılma ve odak kaybı yaratır. Bunun aslında gerçekten karmaşık olduğu ortaya çıkıyor.

Kaliforniya Üniversitesi Berkeley'den fahri optometri profesörü Marty Banks ise önemli bir faktör olarak "alan derinliğine" vurgu yapıyor. Banks'ın 2015 yılında Science Advances dergisinde yayımlanan çalışması, bir hayvanın göz bebeği yöneliminin hayatta kalmak için neden önemli olduğunu sistematik olarak açıklayan ilk çalışmaydı.

Alan derinliği en kolay şekilde, kameranın diyaframının göz bebeği işlevi gördüğü bir kamera merceği ile örneklendirilebilir. Dar bir diyafram, kameraya hem uzak hem de yakın olan nesnelerin odakta olduğu bir görüntü oluşturur. Geniş bir diyafram ise tek bir nesneyi odağa alır ve ön ile arka plandaki her şeyi bulanıklaştırır. Ancak bir göz bebeği tam olarak yuvarlak olmadığında odakta daha fazla çeşitlilik yaratabilir ve bazı hayvanların gözleri bundan yararlanır.

Wikimedia Commons

Kediler ve yılanlar gibi pusu kuran avcıların, stereopsis adı verilen bir süreç sayesinde iki görüntü arasındaki ufak farkları karşılaştırarak mesafeyi ölçen, öne bakan gözleri vardır. Gözler yan yana olduğu için farklılıklar en net dikey kenarlarda ortaya çıkar ve bu da o kenarların keskin olması gerektiği anlamına gelir. Banks konu hakkında şöyle diyor:

Onların keskin olduğundan nasıl emin olursunuz? Göz bebeğini daraltırsınız ve alan derinliğini artırırsınız. Ancak bunu sadece dikey hatlar için yapmaları gerekir. Bu nedenle, göz bebeğini yatay olarak kısıp dikey olarak ardına kadar açık bırakmak gerçekten zekice bir yöntemdir. Çünkü stereopsisin işe yaramadığı yatay hatlar gibi diğer durumlarda, artık mesafeyi tahmin etmek için bulanıklıktan faydalanabilirler.

İşte bu yüzden pusu kuran avcıların göz bebekleri yarık şeklindedir: Göz bebeğini yatay olarak küçültmek stereopsise yardımcı olurken, dikey olarak genişletmek bulanıklıktan derinliği tahmin etmelerine yardımcı olur. Ancak bu, en çok yere yakın olan avcılar için işe yarar. Aslanlar ve kaplanlar gibi daha büyük avcılar, mesafeyi tahmin etmede bulanıklığın avantajını azaltan daha dik bir açıyla yere baktıkları için yuvarlak göz bebeklerine sahip olma eğilimindedirler. Av olan hayvanların hayatta kalmak için farklı öncelikleri vardır ve göz bebeklerinin şekilleri de bunu yansıtır. Banks bunu şöyle açıklıyor:

Av olan hayvanlar için asıl önemli olan görüntü keskinliğinden ziyade görüş alanıdır. Yerdeki alanı panoramik olarak görebilmeleri gerekir çünkü onlara yaklaşacak avcıların çoğu yerde olacaktır.

Bunun aksine, keçi, koyun ve at gibi av hayvanlarının gözleri genellikle başlarının yan kısımlarında yer alır ve göz bebekleri yatay olarak geniş, dikey olarak kısa bir çubuk şeklindedir. Bu geniş şekil; etraflarını taramalarına yardımcı olmak için önlerindeki ve arkalarındaki yatay düzlemden daha fazla ışık girmesini sağlarken, kısa dikey açıklık yatay hatları keskinleştirir ki bu da temelde avcıların gözlerinin yaptığının tam tersidir.

Ancak ortada bir sorun vardır: Otlamak için başını eğen bir av hayvanı, yatay göz bebeklerini de yan çevirmiş olur ve ufku tarama yeteneğini bozar. Ne var ki Banks'in keşfettiğine göre, bu hayvanlar şaşırtıcı bir çözüm geliştirmişlerdir: Hayvanın başı yön değiştirdikçe, gözleri de bunu telafi etmek için yuvalarında döner.

Özellikle denizlerde, çok daha tuhaf göz bebeği şekillerine sahip başka hayvanlar da vardır. Örneğin mürekkep balıklarının W şeklinde göz bebekleri bulunur. Bilim insanları bunun nedenine dair hala kesin bir cevaba sahip değiller. Banks'in düşünceler ise şu şekilde:

Bazı insanlar bunun onları diğer hayvanlara karşı daha az görünür kıldığını savundu. Bir W şeklini görmenin bir daireyi görmekten daha zor olacağına inandığımdan pek emin değilim.

Diğer teoriler, bu göz bebeği şekillerinin saçılmayı en aza indirmek ve kontrastı artırmak için yukarıdan gelen ışığı azaltmaya yardımcı olabileceğini öne sürmektedir. Eski bir teoriye göre bu şekil renk algısına da yardımcı olabilmektedir çünkü mürekkep balıkları, göz kamaştırıcı renklerine ve kamuflaj yeteneklerine rağmen sadece siyah beyaz gördükleri anlamına gelen tek bir fotopigmente sahiptir. Banks'in çalışması kara hayvanlarına odaklanmıştı ve kendisi de suda yaşayan pek çok hayvanın göz bebeğinin hala açıklanamadığını kabul etti. Read ise bilinmeyenlerin çok daha derinlere uzandığından şüpheleniyor. Read şöyle diyor:

Bu durum, hayvan gözlerinde hakkında hiçbir fikrimiz olmayan daha ne gibi yetenekler olabileceğini düşündürtüyor.