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经过亿万年的演化，动物能够感知自然界的各种物理信号，包括辐射类、机械类、电磁类和其他（风向、潮汐、降水、气压等变化），这些物理信号携带大量的对物种生存和繁衍至关重要的信息，如食物（或猎物）、天敌、配偶、水源、植被、气候、地质地貌等。动物据此进行取食或猎食、避敌、求偶、导航和定向等活动。动物对各种物理信号的感知，甚至比最先进的测量仪器都要灵敏和准确。
鹰类能够在几百米之外看见一只蜻蜓，在几千米的高空看见地面上的小鸟和鼠类。猫科动物有超强的夜视能力。许多动物能感知的声波远在人类听觉频率范围（20～20000Hz）之外。哺乳类和鸟类有高度精确的听觉机制，某些种类还具备回声定位能力，即利用发出的高频声脉冲的回声探测物体的方向、距离、大小和质地，例如蝙蝠和海豚利用超声通讯捕食。大象的足上有极低频振动感受器，有些鲸类也用极低频水中声波进行数千里远的通讯。众所周知，犬的嗅觉比人要灵敏得多，有些嗅觉极为灵敏的品种甚至比人灵敏100万倍以上。啮齿类动物的视觉相对退化，其他的感觉器官相对敏感，包括敏锐的听觉、嗅觉及有探触环境的触须。鼹鼠长期生活在黑暗的地下环境里，视觉已丧失，然而它却具有不同寻常的嗅觉，能够辨别立体空间方位的不同气味。很多种鸟类和一些两栖动物都能感觉到地球电磁场的存在。电鳗生活在浑浊的热带河流中，视觉几乎没用，靠电场来定位和捕食。响尾蛇的红外感受器极其灵敏，能够通过猎物与周围环境的温差准确感知猎物的位置、大小。
总之，动物在漫长的演化进程中，为适应自然环境而形成了形态结构与功能多样化的感觉器官和感觉能力，这对动物的生存和繁衍具有重要的意义。