如果你了解人眼的結構，你會驚訝于它的微妙之處。
人眼和相機之間有奇妙的相似之處：
鞏膜相當于相機機身;瞳孔就像一個光圈，其大小由虹膜控制;
角膜和晶狀體就像一組晶狀體;
眼睛可以像相機一樣調整焦距，使圖像清晰地投射到光敏細胞上。
然後，光敏細胞中的類視黃醇将接收到的光信号轉換為電信号，我們可以看到外面有什麼。
（視網膜）
眼睛的結構是如此複雜和微妙，以至于像時鐘一樣，它似乎是制表師精心設計的結果，導緻許多人認為眼睛不可能是随機進化的産物，因為眼睛的複雜結構不能随意簡化，否則會變得功能失調。
如果把發條從時鐘中拉出來，就會導緻整個時鐘功能崩潰，同樣的眼睛。
那麼，複雜而微妙的眼睛是如何進化的呢？
眼睛的進化曾經困擾着達爾文。
他知道，如果他不能用進化論來解釋複雜的眼睛結構是進化的結果，創造論者就會以此為例來攻擊進化論，并說眼睛是上帝創造的結果。
在神創論者的眼中，眼睛的結構越微妙，就越有可能證明上帝的存在。是以，達爾文寫給他朋友的信中寫道：每當我想到眼睛的結構時，我都會不寒而栗。
當時，人們并不了解眼睛的進化，類似的困惑當然是可以了解的。現有證據表明，眼睛的進化完全符合自然選擇的一般原則，它确實是從簡單到複雜的持續漸進過程。
<h1級"pgc-h-right-arrow">也可以沒有眼睛的視力</h1>
早在眼睛出現之前，生命就可以感覺光線，例如海水中的一種愛鹽細菌，其中含有兩種光敏色素，可以分别感覺藍光和橙色光。
由于不同的光線在海水中的穿透能力不同，藍光主要出現在淺海區域，橙色光可以射入深海區域，感覺不同的光線相當于測量不同的海水深度。
從這個意義上說，愛鹽細菌已經具有色覺。雖然它沒有眼睛，但它可以感覺光，我們可以稱之為無眼視覺。
水獺也有無眼視力。一般來說，水獺營地在生活中是固定的，應該不需要眼睛，畢竟它不需要遊來遊去追逐獵物。盡管如此，水獺的觸手對某些光線很敏感，可以及時發現附近光線的變化，有助于捕捉漂浮的遷徙昆蟲。
眼蟲的視覺能力與水獺相似。從外面看，眼蟲似乎有一個紅眼，這不是眼睛，而是眼睛的點。
眼蟲隻有一個細胞，但肯定不可能進化出眼睛。但眼點與眼睛的效果非常相似，不是感覺光線，而是阻擋光線。
真正的感光顔料是其鞭打的根源。随着眼蟲的移動，細胞中的眼斑也會移動，不斷阻擋外部光線。
眼蟲可以根據陰影的方向确定光的方向，決定是遊向它還是避開它。眼蟲基于如此簡單的視覺系統對光做出反應或避免光。
<h1級"pgc-h-箭右">眼進化促進寒武紀生命大爆發</h1>
簡單的光敏系統不斷發展，分子設計越來越複雜，感光結構越來越複雜，光敏能力自然越來越強大。
當真眼突然出現在5億多年前的化石中時，在寒武紀生命大爆發前夕。是以，有學者認為，正是眼神的進化推動了寒武紀生命的爆發，在天黑之前，之後的世界是五彩缤紛的。
在眼睛的驅使下，寒武紀動物進化出了靈活的運動技能，然後，以前所未有的運動能力，在海中玩起了捕食和反捕食的把戲。為了戰争，他們也披上了厚重的盔甲 - 是以他們是甲殼類動物的先驅。
最簡單的眼睛隻是一個平面，上面均勻分布着一些光敏細胞。例如，生活在深海隕石坑附近的盲蝦背部有一個裸露的視網膜，這是一層光敏細胞，不能保護它們。在原來的生命體系中，這種簡單的設計無處不在，可以出現在身體的任何地方。就是這樣。
一般來說，很難看到他們的眼睛在哪裡生長，因為他們的眼睛可以在任何地方生長，與其他部分沒有明顯的差別，隻有一層感光細胞。
如果你願意稱它為眼睛，那麼水母周圍的褶皺充滿了"眼睛"，而海星的"眼睛"則位于觸手的頂部。
在這種原始的視覺系統中，由于光敏細胞平鋪在身體表面，它們無法識别光的來源方向，而隻能感覺光、光和光的強度。
對于氡，他們隻需要滿足于是否暴露在陽光下，躲在樹葉下，還是在泥土中鑽孔。過多的光資訊對他們來說是一種負擔，他們沒有額外的神經細胞來處理複雜性。
<h1級"pgc-h-right-arrow"從碗形眼睛到瓶形眼睛的></h1>
相對而言，蝸牛一年四季都在地面上移動，眼睛比蜻蜓更複雜，對光的強度更敏感。
邏輯很簡單：蝸牛必須了解光的強度，一隻蝸牛總是暴露在陽光下，很快就會變成一隻死蝸牛。除了區分光的強度外，他們還需要區分光的來源，以便盡可能快地避開太陽。
要做到這一點，蝸牛的眼睛必須高于氡，但不能高多少，它們隻是将感光細胞層向下沉一點，就像一個淺碗，其中光敏細胞分布在碗下。
結果，來自不同方向的光在碗的不同部分發射。例如，來自右側的光線隻會照射在碗的左側内壁上。
隻要左邊内壁的感光細胞捕捉到光刺激，蝸牛就知道光源來自右邊。這樣，蝸牛就完成了光源的基本定位，這樣它就可以迅速做出規避行為。
當然，它不需要太快，畢竟光的運動速度是有限的，是以蝸牛不必避免太快，它隻需要躲在葉子下面，然後才會被曬傷。
此外，蝸牛也不需要收集太多的光學資訊。它不吃花粉，它不必告訴花朵的顔色;它不會趕上其他昆蟲，也不需要在視覺上敏銳。
他們隻需要一個小碗形的眼睛，雖然成像不清晰，但可以有效避免陽光直射，不幹成幹肉，成為自然選擇的赢家。
比碗形眼睛更先進的是瓶形眼睛，當它們向下下沉時更明顯，形成瓶狀結構。瓶子内的光敏細胞密度更大，隻留下一個小瓶口供光線進入，然後利用小孔成像原理在瓶底形成一個簡單的圖像，以顯示更多的外部資訊。
珍珠贻貝有這樣的眼睛，但它們的瓶子是打開的，上面沒有蓋子，即沒有晶體，是以很難得到清晰的圖像。
為了解決這個問題，改進了三葉蟲的眼睛設計，在瓶口中加了一個蓋子，即不是普通的蓋子，而是透明的方形石晶體，相當于原來的晶體，主要起到透鏡的作用，可以聚焦光線，使瓶子底部的圖像更加清晰， 使視覺能力得到了數百倍的提高。人眼的晶狀體得到了很大的改進，其中含有豐富的各種晶狀體蛋白，成像效果當然是方解石晶體無法比拟的。
雖然眼睛的結構越來越精細，但隻要添加越來越多的成分，如虹膜和肌肉，就可以有效地調節采光量，保證眼睛的圖像品質，但其基本的光學成像原理，與三葉蟲并沒有根本的差別。
是以，眼睛看起來微妙，但并不神秘，而那隻是一條漫長的累積進化河流的結果，才是對光和色做出反應的最有效機制。
計算機模拟表明，複雜的眼睛結構可以在很短的時間内進化，從簡單的眼睛點到複雜的類似相機的眼睛，大約需要36萬年。
與漫長的地質時期相比，三萬六千年是短暫的。或者，自然地，有足夠的時間來測試眼睛的結構，以找到最有效的視覺設計。畢竟，自寒武紀爆發以來已經過去了大約五億年。時間是進化最寶貴的資産。
眼睛的結構可能隻進化了一次<h1級"pgc-h-right-arrow"></h1>
雖然生命有足夠的時間來設計和完善眼睛，但據推測，眼睛的結構可能隻進化了一次，這是眼睛進化的單一起源理論。相應地，多起源理論認為眼睛已經獨立衍生了幾次，這導緻了地球上幾種完全不同類型的眼睛。
為了測試哪種理論更正确，研究人員比較了解剖學特征，如眼睛結構，光感受器類型，眼睛的胚胎過程以及光敏神經的位置，結果顯示眼睛至少有四十種起源方式，或者已經獨立進化了四十次。
如果是這樣的話，那麼多的起源主義是正确的，但進化邏輯很難了解，因為如此不同的眼睛結構，彼此之間必然會有激烈的競争，最後必須有一個最有效的眼睛結構才能占上風，也就是說，隻有一種眼睛進化模型才能受到自然選擇的青睐。這是單一起源的主要思想，他們不相信眼睛有如此複雜的進化來源。
問題在于，眼睛結構很難化石，研究人員不得不從他們發現的基因中尋找線索。這個基因就是Pax6基因，中文的意思是"第六對同源盒基因"，它在生物發育過程中控制着許多性狀，其中一個負責眼睛的形成。為簡單起見，我們不妨稱之為眼睛基因。
眼睛的基因相當保守。我們的意思是一個基因是保守的，這意味着它很少發生突變，以至于在不同的物種中保持相似的序列和功能。
這就是眼睛基因如何跨物種并誘導眼睛形成。研究人員首先在小鼠身上獲得了眼睛基因，然後将其克隆成果蠅，進而誘使它們在許多區域長出眼睛，這一實驗證明了眼睛基因可以用于不同的生物體。
那是什麼意思？這意味着眼睛可能隻進化了一次，每個人都采用了相同的設計，表面的差異無法抹去基因的本質。無論是蒼蠅的雙眼，還是章魚的單眼，都隻是滿足不同環境視覺需求的部分調整。
數億年來，眼睛基因的基本序列沒有發生巨大變化，這可以被視為支援單一起源理論的重要證據。
另一個重要證據是，所有的眼睛光敏系統都是基于視覺蛋白質的，盡管不同的動物有不同的視覺蛋白質，但它們都來自同一個祖先。面對眼部基因和視網膜素的兩個重量級證據，我們當然更傾向于相信單基因。
既然單一起源理論已經建立，我們可以得出結論，無論眼睛多麼複雜，它都起源于最簡單的眼點。現在，研究人員已經為眼睛建立了從簡單到複雜的進化路線圖。如果你願意，你可以把三葉蟲的眼睛想象成半眼，甚至0.3隻眼睛，但這樣的眼睛對于三葉蟲來說還是不可缺少的。換句話說，極簡主義的眼睛仍然可以給動物一個明顯的生存優勢。
<h1級"pgc-h-right-arrow">眼睛的簡化和退化</h1>
眼睛不僅可以從簡單進化到複雜，還可以從簡化甚至退化進化，這完全符合進化的一般原則。
并發症不是進化的最終方向，而是副作用。許多生活在黑暗沙漠河流中的動物最終會失去眼睛，因為在地下黑暗的河流中，它們不會受到光線的刺激，進而失去用處。
保持視力需要大量的能量，是以在不需要的時候失去眼睛，就等于失去了無用的負擔，成為生存優勢。地下洞穴動物，如盲眼鳗魚，基本上是這種機制的受害者，或者說是赢家。
然而，奇怪的是，這是表面的變化，而不是遺傳的變化，許多失明的動物仍然保留着眼睛的基因，而且序列沒有錯，隻是DNA甲基化阻止了基因活性，是以它們不表達外眼。
以上摘自《生命的色彩：為什麼我們沒有綠頭發》
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生命的色彩：為什麼我們沒有綠頭發
作者：石偉
出版社： 重慶出版社
釋出時間：2021 年 1 月
價格：45元
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生命之色 ¥29.8 買
世界的魅力無處不在，我們需要不斷探索世界。每一次探索，都是人類乃至動物王國的探索過程。
作者在書中的邏輯科學知識，不僅拓寬了我們的科學視野，也讓我們意識到，科學背後的各方并不容易。從光波的發現進入這個豐富多彩的進化和選擇機制的世界，是無數科學家努力的結果。
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