《第一只眼》简介

1.我们发现许多寒武纪其他种类的三叶虫活着的时候，都有被捕食者持续攻击的伤痕或者迹象。这些伤痕不是致命的，因为动物有强大的自愈能力。这本身就是一个有趣的概念。寒武纪三叶虫已经为受到攻击准备好了：利用它们的铠甲防御，并且能迅速“包扎”自己身体因受伤暴露在外的其他部分一它们可以形成硬结。人类的皮肤很薄，很容易切割。因此，我们的血液具有凝结和将破裂血管密封的能力，从而防止失血和感染。但是，节肢动物的外骨骼很坚硬，并且能够承受它们自身严酷的生活环境，除非它们受到很严重的伤害。寒武纪三叶虫的自愈能力表明它们相对容易受伤害，并且这种伤害在进化的过程中成为了一种选择压力。如今，人们发现动物身上坚硬的外売除了保护它们不受食肉动物的袭击之外，还具有其他功能，比如说为身体组织提供支撑。但是，寒武纪三叶虫不仅演化出了盔甲，同样演化了自我修复机制，在受到食肉动物攻击时发挥作用。而它们坚硬的外売在一开始受到捕食者攻击的时候就发挥出了抵御捕食者的作用。 有很多寒武纪三叶虫身上都发现了咬痕，证明了“惯用手”的理论。在一个大的三叶虫样本中，77个样本遭受了不明原因的持续损伤，这些伤痕可能是由蜕皮或者交配造成的，而81个样本显示其伤痕是由捕

2.如果把鹦鹉螺的活体组织除去，它的外壳将会被海水充满，然后呈负浮力状态以至于最终沉人海底。这是人们对死亡后鹦鹉螺去向的传统看法，但这种看法却是错误的。验尸结果已经证实，对于死亡时软组织完好的动物，这种看法根本不切实际。在这个例子中，鹦鹉螺的尸体会在分解过程中产生气体，而这些气体很快就把鹦鹉螺体腔内的海水挤出去，并使正在腐烂的软组织膨胀。于是在几小时之内，死亡的鹦鹉螺就会浮出水面。虽然此时除了体腔之外，鹦鹉螺气室中的水与气体浓度仍然会维持死亡时的状态，不过几天之后，本来在外里面的腐烂身体就会与外壳分道扬，而留在气室里的海水会透过壳内体管向外流出。然后它们会如一颗椰子般在海面漂浮，直到接触到陆地。它们的外壳可能会留在陆地上就此变成化石，这就是菊石的化石很多出现在海边的原因。这也是曾经繁盛的菊石之所以能留下如此广泛的化石记录的原因。事实上，如果菊石在死后就开始沉入海中，而气室里的气体浓度依然维持正常水平，它们最多也只能在被水压压爆之前下沉到临界深度。这样的话，这种曾经极为繁盛的物种的遗体就无法保留下来了。这个推断在30年前就已经被定下来了，而最近有学者却又重新翻开了这份档案。一项新的生物学研究揭示了一个意想不到的转折

3.因此看起来，在任何地方生活的生物对于身体硬件部分的演变以及最终多细胞动物身体形态的演变，都是由主动捕食者所迫使的。这个过程就是寒武纪生命大爆发一一一场由眼睛的演化而引发的爆发。我们要寻找这个触发器，而不是对事件本身的详细解释。麦克马纳姆对在寒武纪时期食物网发展的重新定义，实际上是对寒武纪生命大爆发本身的描述一一但它是事件，不是触发器。从寒武纪生命大爆发可以看出，“生命法则”直至今日仍旧存在。第一双眼睛的出现有效地打破了以往生物生存的方式，新的、强力的、主动的捕食关系引起了混乱，造成了无序的局面。眼睛的出现将演化置于生存的首要位置，这也许就是演化速度从最低点快速向上提升的原因。现在需要新的法则，所有动物都需要通过演化的方式来适应具有视觉的捕食者，才能不被捕食，或者不被它们的猎物所欺骗。早期的寒武纪因此成为了一场适应视觉的大型军备竞赛。总而言之，生物对于新的可用小生态环境的竞争，以及在应对新的捕食与被捕食的激烈关系过程中发生的“混乱”，史称寒武纪生命大爆发。而生物突然形成的视觉，正是这场生命大爆发的触发器。

4.大力甲虫翅的黑色素层上面有一层海状的构造。这些海编 状构造里的小孔扮演了多层薄膜反射器中的间隔层，这样就能解释 辛顿为何会看见黄绿色，但间歇出现的黑色又是怎么回事呢 当海绵状构造里的小孔充满空气时，就会满足上述的多层薄膜条件。在这种情况下，光能够有效地识别介质间的差异，于是薄膜效应显现出来。但当这些小孔被水填满时这种效应就会消失，因为水的光学属性与甲虫的鞘翅是相似的。这时，光在穿过这些海绵状构造时并不会识别出任何介质边界，所以只有黑色素会拦阻住它。接着，辛顿又在不同的湿度条件下观察了他的甲虫。在高湿度的条件下，甲虫鞘翅里的海绵层充满了水分并且因此显现出黑色，这是由于色素层所造成的。而在低湿度的条件下，这些小孔中重新充满了空气，所以黄色和绿色波长的光在抵达黑色素层之前就被反射出去。颜色会随着物理结构的改变而发生变化。正因如此，当你在讲座上听到液晶和变色龙这两个词出现在同一个句子里，也就不需要惊讶了。但是，如同变色龙身体上的色素体一样，结构色也具有生物性的功能吗？ 因为结构色会在动物的行为上产生影响，所以它们比色素更容易定义。结构色是自然界中发现的最鲜亮的颜色，而且它们所造成的视觉效果也总

5.在天空中，蜻蜓是捕猎专家。它们像刀片一样的口器附近长的对足，庞大的翅膀同样也为它们提供了速度和动力。但它们首先必须找到无助的猎物，然后才能开始追击。这是通过视觉实现的一一长在头部的巨大眼睛。眼睛将猎物锁定在它们的视线之内，它们的视线仅仅是眼睛的一部分并且不是全部都呈面状。这种结构同时也提供了古生物学方面更多的思考。蜻蜓的复眼拥有几百甚至是几千个面状结构，不过不是每只眼晴都相同。它们的眼睛中一个或者两个区域有着更大的面状结构，这些区域被称为敏锐区，也就是“视线区”。较大的面能够提供更高、更好的分辨率一一它们看得更加敏锐。一个敏锐区域位于眼晴的上方，这是用来在空中扫描并且识别蜻的猎物昆虫。一旦猎物被发现，蜻蜓就会移动到它的水平面并且利用前面的敏锐区追踪它猎物现在被锁定了。而与之相关的一点为，眼内平面的大小和位置为捕食者提供了捕食的信息。而猎物的眼睛则很不一样。 对于那些只需要避免被捕食的动物来说，具有两只眼睛只是其中的一种解方案。比起演化出两只可以扫描整体环境并且绘制出图像的眼晴，它们更有可能演化出很多只大面积分布在身体上却效能较低的眼睛。虽然没有了清晰的图像，但大量的眼睛对检测行动是非常理想的一当一个物体

• 安德鲁·帕克简介

  
  安德鲁• 帕克，1967 年出生于英国，曾于澳大利亚博物馆从事海洋生物研究，同时取得悉尼麦克里大学博士学位。之后转往英国牛津大学动物学系开展研究工作，并于 1999 年成为英国皇家学会研究员。此外，他也是牛津大学萨默维尔学院的研究员。...(更多)