在距离我们1.5亿公里的地方，有一颗炙热的恒星，它叫太阳。太阳每秒钟能释放相当于1.3亿亿吨煤炭的能量，其中有20亿分之一的能量经过8分17秒到达地球，成为了现在地球上几乎所有生命活动的最根本的能量来源。

光，除了给生命提供能量，还有一个重要的功能就是提供信息。在不接触物体的情况下，光的传播速度能达到30万km/s，而空气震动的速度仅有343m/s，气味分子的扩散速度则更慢，所以动物们要捕食、躲避天敌、寻找生活场所、发现配偶等都可以通过光线获得最快速、最直接的信息。所以如何利用好光，是生物演化上最关键的一步。

植物利用蛋白质对光的反应，能够做出一系列的反应，比如叶片能够根据光线的方向调整自己的角度，而动物们更为直接，它们开发出了一种光线接收器，并且在这条道路上越走越远，越来越复杂——眼睛的探索。

单细胞生物的"眼睛"

我们都知道原始的单细胞生物是没有眼睛的，然而它们并非不能感受到光，因为强烈的紫外线能够杀死任何细胞。所以不想给晒死就要对光线的变化做出反应。原核生物中有一种嗜盐菌，它们的细胞膜上有一种名为视紫质的蛋白质分子，能够简单的感应紫外线的强弱，从而做出一系列的反应。然而这并非真正意义上的眼睛，因为它们只能感受光线的强弱，并不能分辨光线的方向。

嗜盐菌

真正能分辨光线的方向的"眼睛"，是在真核生物出现的时候。这些真核生物不像原核生物那样将视紫质放在细胞膜上，而是在细胞内形成一个专门的感光结构，这些视紫质位于这个感光结构内，并且在视紫质的周围会有色素颗粒包裹着，这样能够遮挡其它方向的光线，通过细胞的摆动，它们就能判断自己与光线相对的位置。比如眼虫（Euglena gracilis）的鞭毛上就有一种名为"眼点"的感光结构，它们能在游动的过程中通过鞭毛的摆动感受光线的方向，从而不断调整自己的游动方向。

眼虫

除此之外，真核单细胞生物中的莱氏衣藻（Chlamydomon- as reinhardtii）的叶绿体外侧的膜上也分布着视紫质分子，它们用类胡萝卜素组成的色素颗粒阻挡光线，这样就能起到辨别方向的作用，使衣藻能够向着光的方向游动。

衣藻

连单细胞生物都开始能利用光来帮助自己生存，所以关于眼睛的重要性不言而喻，但是大家对眼睛的发展都是"两眼抹黑"，接下来怎么改进？哪种眼睛最好用？谁也不知道，于是在接下来的埃迪卡拉纪以后，真正属于眼睛的时代就要到来了。

"百家齐放"的眼睛

"眼睛多，看东西才更加清楚"。这句话用在感光细胞也一样，在经历了多个发展阶段后，多细胞生物的感光细胞也越来越多，比如海鞘幼虫的眼睛就是由10多个感光细胞组成，随着感光细胞的增加，这些海鞘幼虫的感光能力也会提升，但是它们对光线方向的分辨并不清晰，更不会形成图像。

海鞘幼虫

在这一点上，扁虫门动物就有了更好的解决办法。它们将感光细胞集中在一个由色素细胞组成的凹槽里，当阳光从这个凹槽口进入时，就只能照射到部分感光细胞上，这样这些变形虫不需要摆动身体就能感应到光线的方向了。然而在成像上，还是有一定问题，它们只能大概的判断一些阴影，并没有成像的功能。

这张图又来了

箱型水母在晶状体周围围绕着色素细胞，光线只能从晶状体进入，然后投射到周围的感光细胞上，这样不但能分清方向，还具有一定的图形辨别能力，帮助它们识别周围的环境。还有蜗牛等腹足类也是类似结构的眼睛。

蜗牛的眼睛

然而其它软体动物发现凹陷下去的眼睛很容易进沙子，影响视力，于是逐渐用透明胶质将凹槽填满，并且将口越缩越小，结果通过这个小孔照射在内部的感光细胞上居然能形成清晰的图像，详情可以查阅小孔成像原理。鹦鹉螺的针孔型眼睛就是利用了小孔成像的原理。然而小孔成像只有孔径足够小才能看清，一但增大孔径，进入的光线虽然变多，但是图像也会变模糊，所以鹦鹉螺的视力并不是很好。

鹦鹉螺

当然，另一种软体动物扇贝则选择用反光成像的原理看清图像，在其壳和触手之间长有数10 个反光眼，当有光线照射时，由于其反射面的反光，这些眼睛看上去像是发光的蓝色或绿色珍珠。用反光眼的还有螯肢动物里的

蜘蛛的反光眼

想要形成高质量的图像要什么办，最后出现了两种办法：一种是利用大量的晶状体将光线汇聚在视网膜上，这个就是昆虫的复眼眼（compound eye）。复眼由几百上千个结构相同的"小眼"组成，最终聚集成一个视角极广的圆球状眼睛，每个小眼只负责接收那块区域的光线，最终形成一幅广阔的图像。寒武纪的奇虾、三叶虫以及后来的昆虫就是复眼的结构。然而复眼看到的画面质量与其小眼的数量有关，相当于几千像素的照片，但是移动中的物体会被不同的小眼依次感受到，依次它们的眼睛能够看到快速运动的信息。

复眼

而另一种就是让视网膜凹陷，然后用一个晶状体在视网膜上成像，这种就是脊椎动物使用的单眼（simple eye），人类是这种眼睛，另外还有一种软体动物章鱼也是这种类似的眼睛。

章鱼的眼睛

人眼与章鱼眼——单透镜眼

之前有读者问过：人眼与章鱼眼这样如此精巧的眼睛是如何形成的，为什么人类的眼睛是反着的，而章鱼的眼睛是正着的。（详见： ）实际上人眼与章鱼眼的工作原理都与相机类似，通过晶状体将光线聚焦在视网膜（的电荷耦合元件）上，而瞳孔（光圈）则控制着进光量。所以被称作单透镜眼。

• 章鱼的"正贴"眼

章鱼的视网膜之所以是"正贴"着的是因为在最开始的时候，章鱼的感光细胞是在皮肤的表面，所有的神经纤维都在这些感光细胞的下面，而后逐渐向内凹陷，最后由晶状体填充，而所有的神经纤维都汇聚在眼球后方，进行视觉处理后传送给大脑。

• 人类的"反贴"眼

脊椎动物的眼睛早期只是分布在神经管上用于感受昼夜交替的一部分，并没有所谓的视力，而且因为早期脊柱动物都是类似于文昌鱼一样身体几乎是透明的，所以感光细胞在底下并没有什么毛病。

文昌鱼

然而随着神经管不断变大，使得这一部分的感光细胞能够接受到的光线越来越少，尤其是后来还发展出不透明的头盖骨。所以为了能够获得更多的光线，这些感光细胞只能绕开神经管向两侧突出，而原来的感光细胞逐渐退化，变成了松果体，也就是所谓的第三只眼。因为是在神经管下形成的感光细胞，所以最后形成视网膜的时候只能在这些神经细胞的下方，这就是人眼"反贴"的原因。

我们视网膜上覆盖着三层细胞

该怎么"补救"我们的眼睛？

生物的演化都是在原来的基础上进行的，所以一开始我们就"错"了，那也只能在这个基础上进行"补救"了。我们的眼睛由于是"反贴"着的，所以相应的问题也很多：

比如神经细胞会挡在视网膜前，会阻挡和吸收部分光线，使得图像不清晰；而神经纤维要将收集到的讯息传送给大脑就必须要穿过视网膜，于是我们就有了"盲点"；

遮住一边眼睛，然后移动你的头，你会发现在某一瞬间只能看到一颗星星

由于神经纤维在视网膜的前方，所以没有神经纤维的拉住，很容易造成视网膜脱落；

易脱落的视网膜

最后由于需要给眼睛提供养分和散热，在视网膜前面密布着网状的血管，一但出血就会影响视力。

眼底出血

关于图像不清晰的问题，我们后来发展出了黄斑。黄斑的作用是在我们凝视着某个点的时候，周围的神经纤维与各种细胞都会想着四周避让开，在黄斑的中间会形成一个凹陷处，通过晶状体的光线会在这个凹陷处直接投射到视网膜上，并且黄斑后方的感光细胞极其密集，使得我们能够非常清晰的看到我们想看清的地方，比如你看这行文字的时候，不要移动眼睛注视的方向，然后会发现其它地方的文字分辨率明显降低

黄斑

关于盲点的问题，实际上我们能通过左右眼相互收集到的图像进行脑补，所以我们就不会感觉到盲点的存在。然而视网膜易脱落和眼底出血这两个问题就没有办法完全消除了，所以我们只能好好保护自己的眼睛哟。

好啦，关于眼睛就到这啦，希望能够解决大家的疑惑，如果还有问题也可以在评论区留言，我会尽量回复大家的困惑。最后，写作不易，希望看到这里的小伙伴们给我点个赞收个藏转个发，然后我也要好好的给我的眼睛放个假了，我们下期再见！

文|臭臭

字数|3354

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