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视觉系统:章鱼与人类

2022-12-29尼克·莱恩梅苃芢

现代阅读 2022年5期

与章鱼相比,人类眼睛的视网膜像装反了,是一种有点傻的排列法。

章鱼有一对和我们很相似的眼睛,就是所谓的“照相机式”眼睛,在前方有一个透镜,也就是晶状体,在后方有一组感光膜,也就是视网膜(功用等同于相机的底片)。因为我们和章鱼分家之前的最后一个共祖,很可能是某种缺少正常眼睛的蠕虫,所以章鱼的眼睛和人类的眼睛应该是各自进化出来的,只不过为了对付环境压力,找到了类似的解决办法。

仔细对比两者的眼睛构造,所得到的结论也支持这一推论。在发育上,两者由胚胎中不同的组织发展出来,其显微结构也明显不同。章鱼眼睛的组织方式看起来似乎比人类的更敏感。它们眼睛的感光细胞面向光源排列,然后神经纤维从背后延伸出去直到大脑。

相较之下,人类眼睛的视网膜像装反了,是一种有点傻的排列法。我们的感光细胞并非面向光源,反而是被排在神经纤维后面,这些神经纤维迎着光线伸出去,需要掉转180°才能回到眼球后方传往大脑。

所以当阳光射进眼睛里时,必须先穿过这层神经纤维丛林才能抵达感光细胞,更糟糕的是,这些神经纤维最后会集中成一束视神经,从视网膜上的一点穿出去才能连接大脑,而视网膜就有了一个盲点。

不过先别太快嫌弃我们的眼睛。首先这些神经纤维是无色的,所以并不会阻挡太多光线,甚至在某种程度上,它们还有“波导器”的功用,也就是引导光线垂直照到感光细胞上,以使光子效率达到最大。另外一个更大的优点或许是,我们的感光细胞被一群支持细胞(视网膜色素上皮层)包裹着,这层细胞及时提供充足的血液供应。这样的排列方式,可以支持眼睛感光色素持续代谢。如果以单位质量(每克)来计算的话,人类的视网膜会比大脑消耗更多的氧气,大脑可算是人体里最活跃的器官了,所以这种排列方式是非常重要的。

相较之下,章鱼的眼睛无论如何也不可能支持如此高的代谢速率。当然或许它并不稀罕,因为生活在水下,阳光强度会弱很多,也许章鱼的感光色素并不需要如此快速的代谢速率。

在生物学上,每一种安排都各有利弊,最终会在某种选择压力下达到平衡,而我们未必能轻易察觉这种平衡。

那些“斩钉截铁”的观点很危险,因为我们往往只看到事情的一半。

(摘自文汇出版社《生命进化的跃升:40亿年生命史上10个决定性突变》)