眼睛肯定是生物界最獨(dú)特的器官之一,甚至連達(dá)爾文都表示很難想象生物能夠通過(guò)自然選擇進(jìn)化出眼睛。
那您有沒(méi)有想過(guò)生物最初的眼睛是長(zhǎng)什么樣子的呢?
現(xiàn)在普遍認(rèn)為,古生物界的明星群體——三葉蟲(chóng)可能是最早進(jìn)化出眼睛的動(dòng)物,但是它們?cè)诙B紀(jì)末——史上最嚴(yán)重的滅絕事件中完全消失了。
△ 三葉蟲(chóng)化石
好在,現(xiàn)存還有一類動(dòng)物可以讓我們窺見(jiàn)動(dòng)物眼睛最初的樣子,這種動(dòng)物就是石鱉。
這是一種古老的海洋軟體動(dòng)物,它們是真正的活化石,廣泛分布在世界各地,它們的典型特征就是背著一個(gè)卵形的鈣質(zhì)背板。
△石鱉,它們和三葉蟲(chóng)長(zhǎng)得很像
石鱉主要生活在海洋的潮間帶,它們?cè)趲r石上緩慢爬行,吃著周圍的食物,與巖石融為一體。
它們有著最簡(jiǎn)單眼睛,但如果您沒(méi)有去了解過(guò)它們的話,您可能永遠(yuǎn)都找不到它們的眼睛在哪里。
與所有的動(dòng)物眼睛不同,石鱉的眼睛并不在它們的身體組織上,而是在它們的背板上,由礦物質(zhì)組成。
它們有兩種眼睛,以及一種具有感光能力的器官。
△ 黃色凸起是微眼,黑色凸起是殼眼
(上圖)這些凸起的、中間有黑點(diǎn)的部分被稱為微眼(Aesthete),它們小到肉眼不可見(jiàn),但這可能就是動(dòng)物眼睛最初的樣子。
所有石鱉都擁有大量的這種微眼,每只微眼下方都配備了感光細(xì)胞,但它們無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的視覺(jué),其具體功能目前也尚不清楚。
雖然微眼沒(méi)有真正的視覺(jué),但它是某些石鱉進(jìn)化出兩種真正視覺(jué)系統(tǒng)(眼睛)的基礎(chǔ)。
其中一種是殼眼(shell eye),就是(上圖)深色的這些,這是非常簡(jiǎn)單的視覺(jué)系統(tǒng),已被證實(shí)能夠聚焦光線和識(shí)別圖像,所以可以稱之為眼睛。
殼眼是由文石構(gòu)成的,這是碳酸鈣的一種常見(jiàn)晶體,這意味著它很容易被酸腐蝕,所以石鱉的殼眼是不停廢棄,不停生長(zhǎng)的。
△ 白色箭頭指出的是腐蝕嚴(yán)重的舊殼眼,而黑色箭頭指出的是新殼眼
據(jù)信,古老三葉蟲(chóng)的眼睛是由碳酸鈣的另外一種晶體——方解石組成,所以它可能也經(jīng)歷石鱉相似的腐蝕-生長(zhǎng)過(guò)程。
另外一種是數(shù)量更多,同時(shí)更小的眼點(diǎn)(eyespot),生長(zhǎng)在微眼邊上,它比殼眼更加神秘,目前沒(méi)多少關(guān)于此的研究。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),殼眼的功能有點(diǎn)類似于我們的這種眼睛,而眼點(diǎn)的功能則類似于昆蟲(chóng)的復(fù)眼,但無(wú)論是殼眼,還是眼點(diǎn),都只有少部分石鱉擁有。
△ 綠色圈出的是微眼(左),藍(lán)色圈出的是殼眼(中),紅色圈出的是眼點(diǎn)(右)
有意思的是,不同的石鱉通過(guò)獨(dú)立進(jìn)化得到了功能和組成幾乎完全一樣的殼眼和眼點(diǎn),有一些種類的石鱉在最近1000萬(wàn)年才進(jìn)化出殼眼,這意味著它們是進(jìn)化史上最新的眼睛。
您可能還會(huì)好奇,為什么石鱉的眼睛沒(méi)有變得更大、更復(fù)雜?
主流的觀點(diǎn)認(rèn)為,石鱉眼睛的大小和復(fù)雜程度與它們背板的機(jī)械性能之間存在著進(jìn)化的權(quán)衡,隨著眼睛變得越來(lái)越復(fù)雜,貝殼的強(qiáng)度和耐用性可能會(huì)降低,反之亦然。
雖然眼睛能夠提升的生存能力,但是背板同樣可以,所以它們必須找到兩者的平衡,而不是一味的讓眼睛變得更大、更復(fù)雜。
不管怎么樣,由于石鱉眼睛的獨(dú)特性,它們可能可以幫助我們了解動(dòng)物視覺(jué)的進(jìn)化,當(dāng)然也可以讓我們窺見(jiàn)最初動(dòng)物眼睛是什么樣的。
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