如果你了解人眼的结构，你会惊讶于它的微妙之处。
人眼和相机之间有奇妙的相似之处：
巩膜相当于相机机身;瞳孔就像一个光圈，其大小由虹膜控制;
角膜和晶状体就像一组晶状体;
眼睛可以像相机一样调整焦距，使图像清晰地投射到光敏细胞上。
然后，光敏细胞中的类视黄醇将接收到的光信号转换为电信号，我们可以看到外面有什么。
（视网膜）
眼睛的结构是如此复杂和微妙，以至于像时钟一样，它似乎是制表师精心设计的结果，导致许多人认为眼睛不可能是随机进化的产物，因为眼睛的复杂结构不能随意简化，否则会变得功能失调。
如果把发条从时钟中拉出来，就会导致整个时钟功能崩溃，同样的眼睛。
那么，复杂而微妙的眼睛是如何进化的呢？
眼睛的进化曾经困扰着达尔文。
他知道，如果他不能用进化论来解释复杂的眼睛结构是进化的结果，创造论者就会以此为例来攻击进化论，并说眼睛是上帝创造的结果。
在神创论者的眼中，眼睛的结构越微妙，就越有可能证明上帝的存在。所以，达尔文写给他朋友的信中写道：每当我想到眼睛的结构时，我都会不寒而栗。
当时，人们并不了解眼睛的进化，类似的困惑当然是可以理解的。现有证据表明，眼睛的进化完全符合自然选择的一般原则，它确实是从简单到复杂的持续渐进过程。
<h1级"pgc-h-right-arrow">也可以没有眼睛的视力</h1>
早在眼睛出现之前，生命就可以感知光线，例如海水中的一种爱盐细菌，其中含有两种光敏色素，可以分别感知蓝光和橙色光。
由于不同的光线在海水中的穿透能力不同，蓝光主要出现在浅海区域，橙色光可以射入深海区域，感觉不同的光线相当于测量不同的海水深度。
从这个意义上说，爱盐细菌已经具有色觉。虽然它没有眼睛，但它可以感知光，我们可以称之为无眼视觉。
水獭也有无眼视力。一般来说，水獭营地在生活中是固定的，应该不需要眼睛，毕竟它不需要游来游去追逐猎物。尽管如此，水獭的触手对某些光线很敏感，可以及时发现附近光线的变化，有助于捕捉漂浮的迁徙昆虫。
眼虫的视觉能力与水獭相似。从外面看，眼虫似乎有一个红眼，这不是眼睛，而是眼睛的点。
眼虫只有一个细胞，但肯定不可能进化出眼睛。但眼点与眼睛的效果非常相似，不是感知光线，而是阻挡光线。
真正的感光颜料是其鞭打的根源。随着眼虫的移动，细胞中的眼斑也会移动，不断阻挡外部光线。
眼虫可以根据阴影的方向确定光的方向，决定是游向它还是避开它。眼虫基于如此简单的视觉系统对光做出反应或避免光。
<h1级"pgc-h-箭右">眼进化促进寒武纪生命大爆发</h1>
简单的光敏系统不断发展，分子设计越来越复杂，感光结构越来越复杂，光敏能力自然越来越强大。
当真眼突然出现在5亿多年前的化石中时，在寒武纪生命大爆发前夕。因此，有学者认为，正是眼神的进化推动了寒武纪生命的爆发，在天黑之前，之后的世界是五彩缤纷的。
在眼睛的驱使下，寒武纪动物进化出了敏捷的运动技能，然后，以前所未有的运动能力，在海中玩起了捕食和反捕食的把戏。为了战争，他们也披上了厚重的盔甲 - 所以他们是甲壳类动物的先驱。
最简单的眼睛只是一个平面，上面均匀分布着一些光敏细胞。例如，生活在深海陨石坑附近的盲虾背部有一个裸露的视网膜，这是一层光敏细胞，不能保护它们。在原来的生命体系中，这种简单的设计无处不在，可以出现在身体的任何地方。就是这样。
一般来说，很难看到他们的眼睛在哪里生长，因为他们的眼睛可以在任何地方生长，与其他部分没有明显的区别，只有一层感光细胞。
如果你愿意称它为眼睛，那么水母周围的褶皱充满了"眼睛"，而海星的"眼睛"则位于触手的顶部。
在这种原始的视觉系统中，由于光敏细胞平铺在身体表面，它们无法识别光的来源方向，而只能感知光、光和光的强度。
对于氡，他们只需要满足于是否暴露在阳光下，躲在树叶下，还是在泥土中钻孔。过多的光信息对他们来说是一种负担，他们没有额外的神经细胞来处理复杂性。
<h1级"pgc-h-right-arrow"从碗形眼睛到瓶形眼睛的></h1>
相对而言，蜗牛一年四季都在地面上移动，眼睛比蜻蜓更复杂，对光的强度更敏感。
逻辑很简单：蜗牛必须了解光的强度，一只蜗牛总是暴露在阳光下，很快就会变成一只死蜗牛。除了区分光的强度外，他们还需要区分光的来源，以便尽可能快地避开太阳。
要做到这一点，蜗牛的眼睛必须高于氡，但不能高多少，它们只是将感光细胞层向下沉一点，就像一个浅碗，其中光敏细胞分布在碗下。
结果，来自不同方向的光在碗的不同部分发射。例如，来自右侧的光线只会照射在碗的左侧内壁上。
只要左边内壁的感光细胞捕捉到光刺激，蜗牛就知道光源来自右边。这样，蜗牛就完成了光源的基本定位，这样它就可以迅速做出规避行为。
当然，它不需要太快，毕竟光的运动速度是有限的，所以蜗牛不必避免太快，它只需要躲在叶子下面，然后才会被晒伤。
此外，蜗牛也不需要收集太多的光学信息。它不吃花粉，它不必告诉花朵的颜色;它不会赶上其他昆虫，也不需要在视觉上敏锐。
他们只需要一个小碗形的眼睛，虽然成像不清晰，但可以有效避免阳光直射，不干成干肉，成为自然选择的赢家。
比碗形眼睛更先进的是瓶形眼睛，当它们向下下沉时更明显，形成瓶状结构。瓶子内的光敏细胞密度更大，只留下一个小瓶口供光线进入，然后利用小孔成像原理在瓶底形成一个简单的图像，以显示更多的外部信息。
珍珠贻贝有这样的眼睛，但它们的瓶子是打开的，上面没有盖子，即没有晶体，所以很难得到清晰的图像。
为了解决这个问题，改进了三叶虫的眼睛设计，在瓶口中加了一个盖子，即不是普通的盖子，而是透明的方形石晶体，相当于原来的晶体，主要起到透镜的作用，可以聚焦光线，使瓶子底部的图像更加清晰， 使视觉能力得到了数百倍的提高。人眼的晶状体得到了很大的改进，其中含有丰富的各种晶状体蛋白，成像效果当然是方解石晶体无法比拟的。
虽然眼睛的结构越来越精细，但只要添加越来越多的成分，如虹膜和肌肉，就可以有效地调节采光量，保证眼睛的图像质量，但其基本的光学成像原理，与三叶虫并没有根本的区别。
因此，眼睛看起来微妙，但并不神秘，而那只是一条漫长的累积进化河流的结果，才是对光和色做出反应的最有效机制。
计算机模拟表明，复杂的眼睛结构可以在很短的时间内进化，从简单的眼睛点到复杂的类似相机的眼睛，大约需要36万年。
与漫长的地质时期相比，三万六千年是短暂的。或者，自然地，有足够的时间来测试眼睛的结构，以找到最有效的视觉设计。毕竟，自寒武纪爆发以来已经过去了大约五亿年。时间是进化最宝贵的资产。
眼睛的结构可能只进化了一次<h1级"pgc-h-right-arrow"></h1>
虽然生命有足够的时间来设计和完善眼睛，但据推测，眼睛的结构可能只进化了一次，这是眼睛进化的单一起源理论。相应地，多起源理论认为眼睛已经独立衍生了几次，这导致了地球上几种完全不同类型的眼睛。
为了测试哪种理论更正确，研究人员比较了解剖学特征，如眼睛结构，光感受器类型，眼睛的胚胎过程以及光敏神经的位置，结果显示眼睛至少有四十种起源方式，或者已经独立进化了四十次。
如果是这样的话，那么多的起源主义是正确的，但进化逻辑很难理解，因为如此不同的眼睛结构，彼此之间必然会有激烈的竞争，最后必须有一个最有效的眼睛结构才能占上风，也就是说，只有一种眼睛进化模型才能受到自然选择的青睐。这是单一起源的主要思想，他们不相信眼睛有如此复杂的进化来源。
问题在于，眼睛结构很难化石，研究人员不得不从他们发现的基因中寻找线索。这个基因就是Pax6基因，中文的意思是"第六对同源盒基因"，它在生物发育过程中控制着许多性状，其中一个负责眼睛的形成。为简单起见，我们不妨称之为眼睛基因。
眼睛的基因相当保守。我们的意思是一个基因是保守的，这意味着它很少发生突变，以至于在不同的物种中保持相似的序列和功能。
这就是眼睛基因如何跨物种并诱导眼睛形成。研究人员首先在小鼠身上获得了眼睛基因，然后将其克隆成果蝇，从而诱使它们在许多区域长出眼睛，这一实验证明了眼睛基因可以用于不同的生物体。
那是什么意思？这意味着眼睛可能只进化了一次，每个人都采用了相同的设计，表面的差异无法抹去基因的本质。无论是苍蝇的双眼，还是章鱼的单眼，都只是满足不同环境视觉需求的部分调整。
数亿年来，眼睛基因的基本序列没有发生巨大变化，这可以被视为支持单一起源理论的重要证据。
另一个重要证据是，所有的眼睛光敏系统都是基于视觉蛋白质的，尽管不同的动物有不同的视觉蛋白质，但它们都来自同一个祖先。面对眼部基因和视网膜素的两个重量级证据，我们当然更倾向于相信单基因。
既然单一起源理论已经建立，我们可以得出结论，无论眼睛多么复杂，它都起源于最简单的眼点。现在，研究人员已经为眼睛建立了从简单到复杂的进化路线图。如果你愿意，你可以把三叶虫的眼睛想象成半眼，甚至0.3只眼睛，但这样的眼睛对于三叶虫来说还是不可缺少的。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级"pgc-h-right-arrow">眼睛的简化和退化</h1>
眼睛不仅可以从简单进化到复杂，还可以从简化甚至退化进化，这完全符合进化的一般原则。
并发症不是进化的最终方向，而是副作用。许多生活在黑暗沙漠河流中的动物最终会失去眼睛，因为在地下黑暗的河流中，它们不会受到光线的刺激，从而失去用处。
保持视力需要大量的能量，所以在不需要的时候失去眼睛，就等于失去了无用的负担，成为生存优势。地下洞穴动物，如盲眼鳗鱼，基本上是这种机制的受害者，或者说是赢家。
然而，奇怪的是，这是表面的变化，而不是遗传的变化，许多失明的动物仍然保留着眼睛的基因，而且序列没有错，只是DNA甲基化阻止了基因活性，所以它们不表达外眼。
以上摘自《生命的色彩：为什么我们没有绿头发》
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生命的色彩：为什么我们没有绿头发
作者：石伟
出版社： 重庆出版社
发布时间：2021 年 1 月
价格：45元
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作者在书中的逻辑科学知识，不仅拓宽了我们的科学视野，也让我们意识到，科学背后的各方并不容易。从光波的发现进入这个丰富多彩的进化和选择机制的世界，是无数科学家努力的结果。
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