Les élèves circulaires sont toujours fonctionnellement supérieurs aux élèves verticaux; une fente ne focalise pas correctement la lumière de toutes les directions contrairement à une pupille circulaire. Si vous observez des chats chassant à l'aube et au crépuscule *, ils ont de grandes pupilles circulaires; ce n'est que lorsqu'ils sont sous une lumière vive que la pupille se rétrécit en une fente. Alors pourquoi avoir des élèves verticaux? Parce que, comme vous le dites, ils sont capables de laisser une plage de lumière plus contrôlée dans l'œil.

Ainsi, les fentes verticales vous permettent d'être actif dans une plus large gamme de conditions de lumière au prix d'une vision plus faible en luminosité lumière; tandis que les pupilles circulaires continuent à bien fonctionner dans une lumière plus brillante, mais au prix de ne pas permettre une si grande plage de contrôle sur la quantité de lumière entrant dans l'œil.

Il est alors facile de comprendre pourquoi vous obtenez les deux types de la pupille: les pupilles circulaires sont favorisées par les animaux qui sont généralement actifs en lumière vive et ont besoin d'une bonne vision dans ces circonstances; les pupilles verticales sont favorisées par les animaux qui sont principalement actifs en basse lumière mais qui ont besoin d'une certaine capacité à voir en lumière vive.

* - il est souvent dit que les chats sont nocturnes, ce n'est pas vrai; les chats sont crépusculaires - c'est-à-dire qu'ils sont plus actifs à l'aube et au crépuscule.

Votre mention des chats a laissé entendre que les pupilles verticales ont à voir avec la vision nocturne, et en effet elles le font.

Les rétines des chats et autres animaux nocturnes sont très sensibles la plus petite quantité de lumière. Cela peut leur faire mal aux yeux lorsqu'ils sont exposés à la lumière du soleil. Ainsi, leurs pupilles doivent rétrécir autant que possible à la lumière du soleil et, comme vous l'avez souligné, les pupilles verticales peuvent rétrécir plus que les pupilles circulaires.

EDIT: Les gens ont souligné dans les commentaires que les chats ont des pupilles oculaires verticales uniquement en plein soleil. Dans des conditions de faible éclairage, les pupilles se dilatent en cercle.

En pleine lumière, un chat peut également plisser les yeux, se rapprochant ainsi d'un cercle avec une ouverture carrée. Donc, un élève vertical n'est pas vraiment un obstacle à la concentration. On ne peut pas en dire autant d'une pupille horizontale (sauf si les paupières sont verticales). De plus, une pupille verticale pourrait optimiser la détection des mouvements horizontaux, ce qui est probablement un avantage pour chasser les proies dans la savane.

Une étude publiée this l'année dernière (2015) suggère que le style d'élève d'un animal est lié à sa stratégie de prédation. Cela signifie que les élèves des animaux terrestres ont évolué en tant qu'adaptations au créneau qu'ils occupaient.

L'étude distingue les comportements de recherche de nourriture herbivores, actifs et en embuscade. Les prédateurs embusqués tendent vers les pupilles verticales, alors qu'en tant que prédateurs actifs (ceux qui chassent et tuent leurs proies), ils ont davantage tendance à être circulaires. Les pupilles des butineuses herbivores avaient tendance à être principalement allongées horizontalement, comme c'est le cas avec les chèvres. Les yeux ont également tendance à être placés en avant chez les animaux prédateurs et davantage sur le côté de la tête chez les proies.

Dans Pourquoi les yeux des animaux ont-ils des pupilles de formes différentes? Banks, et . Al. Science Advances
07 août 2015: Vol. 1, non. 7, e1500391 DOI: 10.1126 / sciadv.1500391 Il est suggéré que

Résumé
Il existe une corrélation frappante entre la forme des pupilles des espèces terrestres et la niche écologique (c'est-à-dire le mode d'alimentation et le temps) jour où ils sont actifs). Les espèces dont les pupilles sont allongées verticalement sont très susceptibles d'être des prédateurs d'embuscade et d'être actives jour et nuit. Les espèces dont les pupilles sont allongées horizontalement sont très susceptibles d'être des proies et d'avoir des yeux placés latéralement. Les pupilles allongées verticalement créent une profondeur de champ astigmatique de telle sorte que les images de contours verticaux plus proches ou plus éloignés que la distance à laquelle l'œil est focalisé sont nettes, tandis que les images de contours horizontaux à différentes distances sont floues. Il est avantageux pour les prédateurs en embuscade d'utiliser la stéréopsie pour estimer les distances des contours verticaux et le flou de défocalisation pour estimer les distances des contours horizontaux. Les pupilles allongées horizontalement créent des images nettes de contours horizontaux devant et derrière, créant une vue panoramique horizontale qui facilite la détection des prédateurs dans différentes directions et la locomotion vers l'avant sur un terrain accidenté.

^{Figure 1. Pourquoi les yeux des animaux ont-ils des pupilles de formes différentes? Banks, et. Al. Science Advances
07 août 2015: Vol. 1, non. 7, e1500391 DOI: 10.1126 / sciadv.1500391}

Je vois un avantage possible à arrondir les élèves. Une pupille fendue donne une acuité visuelle plus élevée verticalement qu'horizontalement en raison de la diffraction et lorsqu'une pupille fendue est presque fermée, il y a une diffraction élevée dans la direction horizontale donnant une mauvaise acuité visuelle horizontale. Une pupille ronde, par contre, donne à une créature l'acuité visuelle la plus élevée dans toutes les directions pour une zone donnée de la pupille. Une pupille plus petite est préférable pour réduire l'aberration chromatique, mais l'aberration chromatique peut être à peu près négligée car pour toute créature avec une pression évolutive pour une vision nette dans toutes les directions, un bon logement garantira au moins une longueur d'onde de la lumière se concentre sur la rétine, formant une image nette car le soleil émet une gamme continue de longueurs d'onde.