今天,地球上大多数动物都有眼睛。在澄江发现的化石告诉我们,许多动物在早寒武世就有了功能齐全的眼睛。
眼睛,如此复杂的器官,是揭开寒武纪生物大爆炸的关键。日本群马自然历史博物馆的田中原一博士。田中博士研究了地球上不同时代动物化石的眼睛,并分析了它们的结构。”从寒武纪开始,动物就有眼睛了。”通过研究眼睛,我们可以恢复古代生物的生活方式。”
不平凡的四只眼和视神经
眼睛不容易成为化石,但在某些情况下,比如眼睛的晶状体比较硬(尤其是一些节肢动物的眼睛),或者保存条件特别理想,眼睛可以作为化石保存。田中博士从中国古生物学家那里借用了澄江的寒武纪化石,仔细分析了他们的眼睛。
三叶虫的左眼和右眼是长的新月形,所以你可以看到它的视野很宽。田中通过实验证实,它能看到从前到后、从左到右360度范围内的物体。这种甲虫拥有如此广阔的视野,可以从任何方向发现天敌,并尽快逃跑。
在研究澄江化石的过程中,田中还发现了一种独特的眼睛类型,这种眼睛从未为人们所知,生长在一种未知的节肢动物新种的头部。田中取出化石周围的岩石,隐约看到这只动物不止两只眼睛。他把化石带回日本后,决定用X射线CT进行分析。这个装置的优点是你可以看到它的内部结构而不破坏化石。扫描后,看到动物头上有四只眼睛!
X射线CT装置不仅发现了这只动物的四只隐藏的眼睛,还发现了它的大脑和视神经。这是首次从寒武纪化石中发现动物的大脑和视神经。这只类似虾的动物只有2厘米长,看起来像濑鱼虾。若干年前它活着的时候,有可能会在海底爬行或在水中游泳。它的视神经系统非常先进,和今天的昆虫、虾是有一拼的。”我们的研究表明,寒武纪动物的眼睛类型是多样的。这种动物有四只眼睛,大脑和视神经发达,绝对可以看到一个立体而清晰的世界,这有利于它的狩猎活动。”
眼睛催生了绚丽色彩
动物的眼睛诞生于寒武纪。自从它诞生以来,眼睛就充满了多样性和高度发达的功能。有了眼睛,就可以获得更多关于环境的信息,就可以选择伴侣,找到猎物或通过颜色伪装自己。因此,寒武纪生物丰富多彩的面貌是眼睛选择的结果。
大约38亿年前,地球上诞生了最原始的生命。第一批单细胞生物花了32亿年才进化成水母样生物。在寒武纪之前,即使生物体有简单的组织来感知光和影,它们也肯定无法识别物体的形状。这是一个真正的“伊甸园”,动物们相互孤立,没有“吃”和“被吃”的关系。在那个时代末,进入寒武纪后,光感的组织进化,动物拥有先进的感光设备——眼睛。
作为寒武纪生物色的发现者,科学家们还告诉人们更多有趣的事实。”通过观察寒武纪生物的眼睛,有一个规律:像奇怪的虾这样的捕食者的眼睛适合捕猎猎物;为了探测天敌的逼近,被猎杀的动物进化出了广阔的视野。
科学家说,眼睛的诞生极大地改变了寒武纪生物的生活方式。例如,桌子上有零食。如果你没有眼睛,就很难找到。用眼睛,你可以在一瞬间看到它们,并立即享受它们。不仅如此,眼睛还能看到几十米外的猎物。可以说,眼睛的出现使狩猎更加方便。眼睛的诞生创造了“吃”与“被吃”的格局,这就要求生物体必须防范入侵,生物体具有快速进化的能力。
根据科学家的分析,前寒武纪生物已经有了感知光的组织,眼睛进化的准备工作已经就绪。在寒武纪,最早出现眼睛的动物是三叶虫,它迎来了一个繁荣时期;然后其他动物也跟着来,长了眼睛。计算机模拟研究表明,最早的眼睛是白手起家发展起来的,用了不到一百万年的时间完成进化,这在漫长的生物学史上只是一个瞬间。
眼睛的出现使得各种生物都有必要吸引异性,威慑敌人,用颜色来伪装自己。在这样的环境中出现了绚丽多变的生物色彩。生物的绚丽色彩是为眼睛而生的。
各种动物都有眼睛。一种进化引发了另一种进化,眼睛的诞生引发了寒武纪的爆发。在随后漫长的进化过程中,人类就此出现了。