眼睛进化之路与千姿百态的世界
作者 蒋志刚
发表于 2023年2月

在生物进化的过程中,视觉是什么时候出现的?是否所有的动物都有眼睛?动物通过眼睛感知到的世界与我们人类看到的有什么不同?现在就让我们走进眼睛的故事,解答这一切吧!

眼睛的进化之路

在生存竞争中,动物获得的任何一技之长都将提高其生存力,因此,感知周边环境及其中的潜在危险对于动物生存来说至关重要。

重要的感光器官

地球大气层过滤吸收了宇宙天体发出的大部分电磁波,仅让波长0.4~0.78微米的可见光和1毫米~10米的电磁波通过大气层到达地面。如果动物能感知环境中物体反射的可见光和高温物体、温血动物发出的红外光,将给它们带来竞争优势。正如两位击剑手决斗时,如果其中一位被蒙上双眼,那么,另一位没有被蒙眼的击剑手将具有无以言喻的优势。于是,动物进化产生了感光器官,这是动物适应环境的结果。

从眼斑到眼睛

在6亿年前寒武纪生命大爆发时期,出现了一些原始动物,它们拥有可以感受光的蛋白斑块,这种光感受器被称为眼斑。这些眼斑能够感受亮度、分辨明暗,但不能分辨光源的方向。后来,多细胞生物中进化出了多细胞眼斑。

之后,生活在光线充足环境中的动物,其眼斑逐渐演化,凹陷成一个浅杯状的凹坑,通过识别射到眼斑特定细胞的光线入射角来判断光源方向。这些低等生物能够根据光敏细胞感知的光强,调节其昼夜生理与行为节律,但它们的光敏细胞不能产生图像。例如,蜗牛有光敏细胞,却不能成像,因此蜗牛仅能区分明暗,以避免阳光直射而脱水。

再后来,眼斑演化形成的凹坑逐渐加深,开口逐渐变小,形成眼孔(即后来眼睛的瞳孔)。

本文刊登于《知识就是力量》2023年2期
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