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无脊椎动物眼睛的进化与适应


□ 殷学波

  编者按:众所周知,眼睛是人体最重要的感觉器官,大脑中约80%的知识和记忆是通过眼睛获取的。令人惊叹的是,在无脊椎动物的多个演化序列中,眼睛各自独立地从头开始演化了几十次之多。可见眼睛在动物身体中的重要地位与复杂程度。

  动物为什么有视觉?眼睛是如何工作的?不同生物看到的大自然都是一样的吗?

  2010年12月30日,“看的展览——眼睛与视觉的奥秘”在北京自然博物馆隆重推出了。这是一个融多媒体展示与新理念于一体、观众可以亲自参与体验与互动的展览,相信本文与这个展览能够带领读者一起揭开关于眼睛的更多奥秘。

  多门类原始动物的眼点

  自起源时起,生物就需要感知环境。生物用于感知环境中光线的器官,我们称之为视觉器官,这就是“眼”。

  单细胞生物的眼点是由埋在无色基质中的含有类胡萝卜素、血红素成分的小颗粒组成的。例如绿眼虫(即眼虫藻),其眼点可通过遮光来调节鞭毛的运动。当其他藻类还在一片混沌中乱撞的时候,绿眼虫却可以根据眼点的感光情况随时调整运动方向,使自己能够趋向光线明亮的地方,更好地进行光合作用。

  在一些原始的多细胞生物体中,也分散着一些感光细胞。柔软的海绵看起来并没长着眼睛,然而它的感光细胞就高踞在每个触手的顶端。海星属于棘皮动物,其每只腕足的末端都有一个红色的眼点,能感知光线的明暗及光源的大概方向。当感知到黑影时,海星就会判断可能有敌人来袭,便会把身体迅速地隐藏在泥沙中。大多数海星具有负趋光性,不喜欢光亮,所以海星大多在夜间活动。

  水母属于腔肠动物门。海月水母体为白色透明的盘状,在伞的边缘生有触手,并有8个缺刻,每个缺刻中有一个感觉器。感觉器的外面有眼点,里面还有平衡石。花水母的眼点位于触手基部的感觉器的外面,在外胚层的内陷部;其眼点有晶体,色素细胞和感觉细胞交替排列。钵水母的眼点是黑、红、绿等色的小点。瑞士灯水母的眼点非常发达。

  环节动物中的蚯蚓没有眼睛,但它依靠散布在皮肤上的感光细胞也能感知光线的强弱。而在同为环节动物的水蛭的身体上,感光细胞聚集成群,并形成“眼点”。宽体蚂蟥(又称马蛭)的身体分为107环,共有5对眼点,依次排列在第2、3、4、6、9环上。

  在扁形动物门中的涡虫身上出现了最早的“双眼”形态。涡虫身体前部有两个对称的眼点,每个眼点有一个面向侧边的色素杯,色素杯内含有视觉细胞的杆状延长部分。此类杆状体呈辐射状排列。研究人员相信,由于光线传导过程中必须通过杆状体的全长,从而使涡虫最大限度感受到刺激,因而光源的方向能被很准确地感觉到。具细胞核的视体细胞位于杯外,一束神经纤维由此引出并通达脑。这样的眼,在未达感光杆体以前必须先通过神经纤维及视觉细胞本体,称为倒眼(人眼也是倒眼)。涡虫的眼点已有辨别方向的功能,因为它的一半陷在色素基中,无法感受到光线,眼点的另一半就可以较准确地判断光线的来源。涡虫对于光线很敏感,通常会从有光处退缩。

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摘自:大自然
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