作者：張金燕
**：《科學之友》2023年第01期
動物機體器官的繁簡程度,是其進化地位的顯著標誌,也是其適應能力強弱的指徵。動物的生存環境複雜多樣,各種動物的眼睛外形隨之千姿百態,視覺功能也繽紛繁雜。有些動物視覺銳利,洞察秋毫;有些目光遲鈍,視而不見;有些天生無眼,終身無目;有些先有後失,昏暗一生;有些眼大無用,形同擺設;有些眼力極佳,視夜如晝。
動物視覺的差異令人眼花繚亂,也頗為費解。若論動物眼睛的形狀和著生位置,更是五花八門,令人目不暇接。其實,動物視覺進化的主脈絡可以概括地歸納為:
沿著縱向的進化等級,動物眼睛向著結構複雜和功能強化的方向發展;沿著橫向的適應輻射,動物眼睛向著結構多樣和功能特化的方向發展。
光與電的轉換
動物對光線具有敏感性,是動物界的一種普遍機能,即使是單細胞動物及不具任何屈光和成像系統的低等無脊椎動物,也能對光做出反應。當我們談及動物的視覺時,主要是指脊椎動物的視覺功能,而低等無脊椎動物的視覺可以看做脊椎動物視覺的初始階段。脊椎動物的視覺原理是類同的,即視網膜具有兩種感光細胞——視桿細胞和視錐細胞。
視桿細胞和視錐細胞外段膜盤含有大量的視色素分子,光波通過眼的屈光系統聚焦在視網膜上,被這些視色素分子所吸收,並發生相應的光化學變化,導致感受器電位的產生。感受器電位所形成的電訊號經視網膜複雜的神經元網路處理、編碼,由視神經傳向中樞進行進一步的加工處理,最後形成視覺,使動物得以感知外界影象的明暗、大小、形狀、顏色、遠近等。
結構繁簡不一
原生動物(又稱單細胞動物)最初的眼點結構簡單,只能感受到光的存在。例如,眼蟲具有一淺杯狀紅色眼點,光線只能從「杯」的開口面照射到光感受器上,導致眼蟲在運動中具有趨光性。經過漫長的進化歷程,動物眼點的結構愈加複雜化,數目也變化不一。
例如,扁形動物門渦蟲綱的眼通常為一對,也有2~3對或很多個眼的,如多目渦蟲。雖然這些眼點是由色素細胞和視覺細胞所構成,但只能辨別光線的明暗,仍然不能看物像。這些由感光細胞和色素細胞在體表的上皮中聚集而形成的感光器,分布在頭及身體兩側。
如果光從乙個方向擊中了光感受器,那麼它將向另乙個方向移動,藉此避開光亮環境並保護自身。環節動物門的蚯蚓雖然生活於地下,但光感受器遍布於體表,可辨別光的強弱,並據此避強光、趨弱光。烏賊的眼結構複雜,類似於脊椎動物,最外層為透明的角膜,無孔;中層為鞏膜,瞳孔周圍為虹彩,與鞏膜相連,瞳孔後為晶體和睫狀肌;內層為視網膜,主要由桿狀體組成;外層是視網膜細胞。
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