作为面部之首,眼睛自古以来就是人们崇拜的对象,许多教徒甚至用它来攻击科学。他们无限放大眼睛的神秘,否认眼睛的进化规律。作为进化史上最引人注目的奇迹,动物眼睛的进化也曾让达尔文一再感到困惑。

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他在《物种起源》中甚至提到,眼睛简直是自然界无与伦比的设计,他甚至觉得眼睛的形成很难用自然选择来解释。至今为止,科学家依然没有找到眼睛进化的“中间形态”。他就像是一瞬间的爆发,却改变了生命演化的规则。而最能找到普遍规律的就是生物的感光器官,因此也有了之后的结论。最早的眼睛要从单细胞生物谈起。那时的眼睛还只是一圈感光细胞,感光色素让生物有了趋光性,使他们能够更好地找到阳光进行光合作用。然而这种眼睛只能感受光的大小,却不能辨别方向。如果一些天敌从不同方向进攻,只能坐以待毙。

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眼虫的眼点就可看作简单的眼睛为了能够更好的感受不同角度的光线,生物的眼睛开始向内凹陷。这种凹陷不仅能很好的保护感光细胞,而且还增加了辨别方向的能力。虽然这时的眼睛并没有成像能力,但是光凭这一点就能在当时的时代很好地活下去。之后,眼睛的进化树开始出现分叉,不同环境的动物开始朝着不同的眼睛进化路线发展,也呈现出更加精细结构的眼睛。我们就先从人类这条路线,看一下眼睛是如何进化到现在的模样。

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随着时间的流逝,凹陷逐渐变成了一个前端有孔的杯子形状,这就像“小孔成像”一样,能够让它们大致辨认物体的形态。随着杯口越来越小,杯状越来越深,最终形成了眼前。之后空腔内渐渐多了一层透明组织,能对感光细胞起到保护作用。再后来,这种透明组织开始分化出不同的内部结构,从晶状体、玻璃体到角膜、视网膜再到虹膜,眼睛的结构变得更复杂,现代眼睛也有了雏形。

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每一个结构的出现,对眼睛的视觉能力都有着质的飞跃。晶状体、玻璃体增加了对光的折射作用,也让这种能力变得更加稳定。同时,晶状体的收缩舒张功能让眼睛像镜头一样,实现了自动对焦。角膜的出现让眼睛成了封闭结构,制造出更大的折射率,增加了视野宽度。虹膜就像光圈一样能够调节进光量的大小,以适应不同亮度的环境。

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眼睛结构的复杂化也意味着视觉神经和中枢神经的复杂化。视网膜上有了更多的视觉细胞和感光色素,人类的世界从黑白时代走进彩色未来。相比较人类,软体动物和节肢动物的眼睛进化却走在了不同的道路。前者眼睛凹陷越来越深,进而增加了成像的清晰度;后者则进化出“复眼“,靠许多小眼睛将不同角度的呈现组合成一个完整的影像。

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我们常说,突变没有方向,有方向的只是自然选择。不管眼睛的进化选择了哪个方向,都不是盲目随机的,而是经过无数严苛环境的淘汰而生存下来的。今天,我们能够看到的世界上每一只眼睛,都是无数偶然事件所创造出的必然结果。