眼睛，及其功能——视力，似乎都“匪夷所思”——眼睛的构造真精密；视力的成像太神奇。以至于，不相信进化论的人提出质疑——眼睛怎么可能由进化而来。

别急，人类的眼睛，包括所有具有这个器官动物的眼睛，都是进化来的。达尔文在《物种起源》里已经解答了这个问题。后来的科学家们，又给出了更详尽的解释。

一，有眼睛的动物主宰了世界。

英国生物化学家尼克.莱恩说，的确，“视力是很罕见的东西。整个植物界、真菌、藻类和细菌中，都没有眼睛，至少没有传统意义上的眼睛。就连动物界里，眼睛也谈不上什么普遍现象。动物界里有38种完全不同的身体架构模式，也就是38个门，但是只有其中六个发明了真正的眼睛。剩下的则度过了几亿年的光阴，从未看到过任何东西。自然选择并没有因为缺乏视力而摧毁它们。”

虽然，就动物界的“门”别来说，好像有眼睛的动物是少数。其实不然，比如，人类和所有其他脊椎动物所在的脊索动物门，有4万个物种；软体动物门，包括蛞蝓、蜗牛和章鱼，有10万个物种；节肢动物门，包括甲壳类、蜘蛛和昆虫，则超过了100 万个物种，它们占了所有已描述动物的80%。除了以上三个门，剩下的包括轮虫、六放海绵、鳃曳虫、栉水母等等奇奇怪怪动物所属的门，非专业人士几乎没听说过，再加上只有一个物种的扁盘动物门，总共只有几百个物种，它们也有眼睛。可是，把以上所述累加起来，却是95%的动物物种有眼睛——他们和它们主宰了世界。

二，达尔文如何解释眼睛进化。

1831年，达尔文受邀乘皇家海军舰只作了5年环球考察，使他开始关注生物进化问题。1859年，出版了《物种起源》。他的传记作者说，达尔文是个拖拖拉拉的人——如果不是华莱士也有相似的论文要发表，他可能还会继续拖下去。其实在这20几年里，达尔文并没闲着，他5年考察回来后，一直在抓紧进行自己的研究；写作《物种起源》，他也充分预见到了可能受到的质疑。为此，在此书的总共十五章里，专门设置了第六章《学说的难点》和第七章《对于自然选择学说的种种异议》。

在第六章的开头，达尔文说：“读者远在读到本书这一部分之前，想来已经遇到了许许多多的难点。……这些难点和异议可以分作以下几类：第一，如果物种是从其他物种一点点地逐渐变成的，那么，为什么我们没有到处看到无数的过渡类型呢？为什么物种恰像我们所见到的那样区别分明，而整个自然界不呈混乱状态呢？第二，一种动物，比方说，一种具有像蝙蝠那样构造和习性的动物，能够由别种习性和构造大不相同的动物变化而成吗？我们能够相信自然选择一方面可以产生出很不重要的器官，如只能用作拂蝇的长颈鹿的尾巴，另一方面，可以产生出像眼睛那样的奇妙器官吗？”他还讲到了另外两个难点。

达尔文在这一章中，专门用一节的篇幅，讲述了眼睛的进化。

达尔文说，作为极端完善的和复杂的器官，“眼睛具有不能模仿的装置，可以对不同距离调节其焦点，容纳不同量的光和校正球面的和色彩的像差和色差，如果假定眼睛能由自然选择而形成，我坦白承认，这种说法好像是极其荒谬的”。但是，他接着说，“如果能够示明从简单而不完全的眼睛到复杂面完全的眼睛之间有无数各级存在，并且像实际情形那样地每级对于它的所有者都有用处；进而如果眼睛也像实际情形那样地曾经发生过变异，并且这些变异是能够遗传的；同时如果这些变异对于处在变化着的外界条件下的任何动物是有用的；那么，相信完善而复杂的眼睛能够由自然选择而形成的难点，虽然在我们想象中是难以克服的，却不能被认为能够颠覆我的学说。神经怎样对光有感觉，正如生命本身是怎样起源的一样，不是我们研究的范围。但我可以指出，有些最低级的生物，在它们体内并不能找到神经，也能够感光，因此，在它们原生质（sarcode）里有某些感觉元素聚集起来，而发展为具有这种特殊感觉性的神经，似乎并非是不可能的。”

达尔文描述了动物眼睛的进化过程——第一，最初没有眼睛的一些动物，身体里一些原生质——色素细胞的集合体可以感光，由此进化出了特殊感觉性的神经；第二，动物中最初“简单性质的眼睛，不能明白地看见东西，只能够用来辨别明暗”，比如某些星鱼；第三，关节动物的眼睛形成了瞳孔，但没有晶状体；第四，昆虫巨大的复眼里包含无数小眼，已经有了晶状体；第五，动物眼睛再往后面进化就好理解了，这种进化都是自然选择造成的变异形成的，他举了比目鱼的例子；第六，人的眼睛，由进化而来，但不可能进化到和雕（eagle）以及望远镜一样，因为自然选择没有给人这种进化的压力。

三，后来的科学家关于眼睛都干了那些事。

1，科学家们发现，动物的眼睛出现在距今5.44亿年前。这个时段，恰好处于寒武纪之前。于是，伦敦自然历史博物馆的生物学家安德鲁.帕克论证，眼睛的演化，推动了寒武纪的生物大爆发。毕竟，视觉比起嗅觉、听觉和触觉，能提供的外部世界信息要多得多。

2，科学家们发现，人的眼睛，在某种程度上，并不如其他动物的眼睛“设计”得更合理，比如章鱼。表面看，二者的眼睛都属“照相机”眼——前面一个透镜，后面有一张光敏膜，也就是相当于老式相机胶卷的视网膜。但是，章鱼的光敏视网膜细胞冲着光的方向，它后面的神经径直接入大脑。而人类的视网膜似乎是“接反了”——光敏细胞不敞在外面，却藏在最里面，外侧被神经纤维覆盖，并且这些神经纤维先向外，再掉转头向里和大脑连接。外部的光，必须穿越这些神经纤维森林才能抵达光敏细胞。最糟的，是这些纤维聚成了一束视神经，直接穿过视网膜，由此留下了一个视觉盲点。科学家们由此证明了一件事——人类和章鱼的最近共同祖先，很可能是某种没有真正眼睛的蠕虫。所以，两者的眼睛是独立演化出来的，殊途同归地走到了本质相同的解决方案。仔细比较这两种眼睛就能支持这样观点——双方是从胚胎的不同组织发育而来的，因而最终的微观组织形式也迥异——眼睛确实由进化而来。

（脊盲虾后背的两个瓣膜，是裸视网膜）

3，关于眼睛的重要科学发现，必须提到一个叫辛迪.范.多佛的女科学家。她在大西洋海底，捕获到一种“脊盲虾”。这种虾看起来没有眼睛，后背上背着两片惨白色的膜瓣，后来被证明，这竟然是裸露的视网膜。更奇特的是，脊盲虾的幼虾生活在浅海，有着健全的眼睛，当成长到一定阶段，便潜入到深海，这个时候，健全的眼睛被吸收了，只剩下背后裸露的视网膜。经检测发现，成年脊盲虾的裸视网膜，竟比幼虾完整眼睛敏感至少700万倍。这正如科学家莱斯利.奥吉尔说的，演化本身比任何最聪明的人更聪明。老鹰眼睛的分辨率是人类眼睛的4倍；人类的视力又比很多昆虫强80倍，这种差别，是自然选择条件下的演化或说进化造成的。

4，瑞典的丹-埃里克.尼尔森和苏珊.佩格尔，也是对眼睛研究做出了重要贡献的科学家。他们建立了动物眼睛进化的模型，见下图——

图的开始，是裸露的视网膜；结尾，是类似于鱼的眼睛。这和人类的眼睛已经没有大的区别——再加上虹膜，可以扩张和收缩瞳孔，这能够调节进入眼睛的光量，适应从明亮阳光到傍晚薄暮的各种场合；还要再在晶状体上加上肌肉，调节它的形状，靠拉伸和挤压让眼睛能够把焦点从近处移到远处（调视）。科学家们说，这些，都是锦上添花，因为许多动物的眼睛都没有这种功能——除了灵长类，大部分哺乳动物的眼睛都没有调视能力，它们不能把视觉焦点从远处调到近处。尼尔森和佩格尔的眼睛进化模型，描述了动物眼睛进化的过程和代数——经过了多少代——最低限是36.4万代。

（显微镜下果蝇头部，它的眼睛由一个Pax6基因控制发育，这个基因应该来自6亿年前的祖先。植入小鼠这个基因的果蝇，触角上也长出了眼睛）

5，到目前为止，对眼睛研究作出最重要贡献的，是瑞士巴塞尔大学发育生物学家瓦尔特.格林。他是负责控制身体基本架构的同源异性hox 基因的发现人之一。1995年，他的团队有了第二个里程碑式的发现——pax6基因。这个基因不但负责眼睛的形成，还掌管很大一部分脑的发育。几乎所有脊椎动物和无脊椎动物都有这个基因。格林的团队，把小鼠的一个这种基因塞进了黑腹果蝇里，果蝇突然在腿、翅膀、甚至触角上长出了完整的眼睛——当然不是小鼠眼睛，而是昆虫的复眼。尼克.莱恩说：“这个恶心的实验以其畸形的力量证明，在小鼠和果蝇体内，长眼睛所需的基因是同一个，鼠和果蝇体内，长眼睛所需的基因是同一个，它以惊人的保真度挺过了6亿年的演化，从无脊椎动物和脊椎动物的最后共同祖先直到现在，并且依然是可以互换的。把小鼠基因放到果蝇里，无论放在哪里它都会接管果蝇的系统，命令属下的果蝇基因就地造出一只眼睛来”。

（海蛇尾的眼睛晶体是由一种叫方解石的矿物晶体构成的）

6，关于眼睛的观光细胞的研究，也有了关键性突破。圣迭戈索克研究所的萨钦.潘达的团队发现，人类眼睛里的某些细胞——视网膜神经节细胞——它们会影响人的昼夜节律。这些细胞也有视紫红质。惊人的是，人类眼睛里负责昼夜节律的视紫红质，在结构上竟然和盲虾的裸视网膜里的视紫红质更近。这说明，脊椎动物和无脊椎动物的感光细胞是同源的：它们并非独立的发明，而是姊妹细胞，有共同的母亲；而这个母亲细胞，即原初的光细胞——所有动物眼睛的祖先，只演化了一次。然后，或许完全出于偶然，脊椎动物和无脊椎动物各自选择了相反的细胞分工的两条谱系发展。这使得人类眼睛和章鱼眼睛虽然类似，但在胚胎发育上有了重大差异。

具体来说，动物在通往完整眼睛的演化第一站是裸视网膜——一层感光细胞，要么是其中一种，要么是另一种，取决于是哪一条谱系。有些生物始终保留着简单的平面裸视网膜；而另一些生物，视网膜凹陷下去形成了坑，能够投下阴影，感知到光是从哪里来的。随着这些坑越来越深，感光度和分辨率的权衡意味着任何形式的晶状体都比没有强，因此各种各样意想不到的材料——从矿物到酶都被征用来修建晶状体。 类似的场景在各种不同的谱系里都出现了，诞生了五花八门的晶状体种类，但是为了建造一个可用的眼睛，光学上是有限制的，所以这种多样性主要存在于分子层面，而大尺度的结构可变的范围相对较小。于是，有的是和人类一样的相机眼睛，还有的是昆虫一样的复眼，等等。