扇貝的200只眼睛可能教會我們什么是視覺進化！

扇貝通常讓人聯(lián)想到一種海鮮佳肴，但是扇貝外殼邊緣有多達200只小眼睛可能很多人還不知道，這些眼睛的奇特之處更少有人會去關(guān)注。

這些軟體動物眼睛的復(fù)雜性在慢慢揭開。最近發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)雜志上的一項新研究顯示，扇貝眼睛的瞳孔會隨著光線的變化而放大或縮小，這使得它們的眼睛更具活力。

扇貝眼睛的光學(xué)構(gòu)造與我們的眼睛器官非常不同。當(dāng)光線進入扇貝眼睛時，它通過瞳孔、晶狀體、兩個視網(wǎng)膜(遠端和近端)，然后到達眼睛后部由鳥嘌呤晶體構(gòu)成的“鏡子”。

彎曲的“鏡子”將光線反射到視網(wǎng)膜的內(nèi)部表面，在那里神經(jīng)信號被產(chǎn)生，并發(fā)送到一個小的內(nèi)臟神經(jīng)節(jié)或一組神經(jīng)細胞，其主要工作是控制扇貝的腸道和內(nèi)收肌。

扇貝眼睛的結(jié)構(gòu)類似于先進望遠鏡中的光學(xué)系統(tǒng)，比我們之前想象的要復(fù)雜的多。

多年來，扇貝眼睛的物理和光學(xué)構(gòu)成了一個令人困惑的問題。因為眼睛的主要視網(wǎng)膜離“鏡子”太近了，這樣光線幾乎完全沒法聚焦。

當(dāng)視網(wǎng)膜離晶狀體近時沒法沒法清晰成像（圖源：百度百科）

換句話說，視網(wǎng)膜近端上的任何圖像都是模糊的，這似乎很不合理。

這次研究的研究人員發(fā)現(xiàn)扇貝的瞳孔能夠打開和收縮，不過它們的瞳孔反應(yīng)沒有我們的那么快。

扇貝瞳孔的直徑最多變化50%，擴張或收縮可能需要幾分鐘。而且他們的眼睛不像我們的眼睛有虹膜，而是眼角膜中的細胞通過從薄而平到高而長來改變形狀。

這些收縮可以改變眼角膜本身的曲率，從而開啟扇貝眼睛可能改變形狀并對光作出反應(yīng)的可能性，從而使其在視網(wǎng)膜近端形成更清晰的圖像成為可能。

扇貝眼睛的唯一神秘之處不只是適應(yīng)性反射鏡。事實證明扇貝眼睛的視蛋白是我們眼睛的三倍。

視蛋白是一種感光蛋白，存在于視網(wǎng)膜的感光細胞中，將介導(dǎo)光轉(zhuǎn)化為電化學(xué)信號。

科學(xué)家們還不知道扇貝視蛋白是在每只扇貝眼睛中都有表達，還是眼睛在視覺光譜的不同通道中有特殊的功能。

雙殼類動物已經(jīng)多次進化出某種形式的眼睛。有些蛤蜊甚至有復(fù)眼（一種由不定數(shù)量的小眼組成），或具有多個視覺單元的眼睛，盡管它們不同于昆蟲的復(fù)眼。

通過研究動物外部的不同視蛋白，研究人員可以測量它們的吸收，并最終了解它們在不同動物體內(nèi)的工作原理。

眼睛在所有動物身上可能至少進化了50或60次，在許多情況下，視覺的分子基礎(chǔ)（將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的蛋白質(zhì)）變化很大。

目前最大的進化問題是，這些蛋白質(zhì)是如何進化到對光線進行采樣的? 然后，它又是如何被指定到動物可能出現(xiàn)的不同類型的光環(huán)境中的呢？

有可能視蛋白是從動物體內(nèi)的其他功能中被重新利用于眼睛的。

盡管不同動物的眼睛形態(tài)和光感受器各不相同，但控制眼睛發(fā)育的基因卻非常相似。

例如，Pax6是哺乳動物眼睛發(fā)育的關(guān)鍵發(fā)育基因，它在扇貝眼睛的發(fā)育中起著類似的作用。

研究人員表示，這些相似之處表明許多類型的眼睛可能是因為光誘導(dǎo)的壓力進化而來的，紫外線損傷導(dǎo)致生物體必須保護的特定分子變化。

令人驚訝的是，一次又一次，所有這些用于構(gòu)建眼睛，也用于視覺的組件都具有這些保護功能。

在這些成分的深層歷史中，有一些基因特征會引發(fā)對光誘導(dǎo)應(yīng)激的反應(yīng)，比如修復(fù)紫外線輻射造成的損傷或檢測紫外線損傷的副產(chǎn)品。

研究人員表示，一旦檢測和應(yīng)對紫外線損傷的一系列基因一起表達出來，那么這可能是用一種新的方式將這些部分結(jié)合起來，就是讓你有一只眼睛。

壓力因素可能是第一次把這些因素結(jié)合在一起，因此，導(dǎo)致視力的這些不同成分之間相互作用的根源，更多地歸因于這種壓力因素。

一旦這些成分存在，不管是色素、感光細胞還是晶狀體細胞，自然選擇就會將它們精心加工成眼睛。

無論扇貝眼睛是什么做成的，它們都有一些令人印象深刻的功能，就是可以像望遠鏡一樣彎曲它們內(nèi)部的“鏡子”，使光線聚焦。

所以，下次你享用蒜泥扇貝的時候，不要想象軟體動物會盯著你看。