生物世界

近日，德国科学家研究发现，已灭绝的海洋节肢动物三叶虫隐藏有第三只眼，甚至有第四只或第五只眼，这激起了人们的好奇：如此结构精致的眼睛如何而来？

    进化杂谈

    德国科学家对古老生物三叶虫的眼睛进行透析检测结果发现，三叶虫的眼睛结构与如今的复眼一模一样，并在进化的不同阶段，它可能拥有一只到多只中眼。

    其实，眼睛起源和多样化演化之谜，一直受到人们的高度关注。20世纪80年代，中国云南澄江动物群横空出世，这是科学家发现的最早的动物眼睛化石。这不仅将动物眼睛的化石记录推演至5.18亿年前，而且还发现了寒武纪动物的眼睛已然多样化，为揭开眼睛的起源与演化打开了一扇重要窗口。

    类型多样，复眼里竟然包含1.6万个小眼

    在澄江动物群中，有一种叫神奇啰哩山虫的叶足动物，它的头部前端具有一对明显呈黑色的眼点。叶足动物后来演化出了节肢动物，所以神奇啰哩山虫的原始眼睛，可以说是三叶虫、奇虾等节肢动物眼睛的雏形，也是迄今发现的最原始的眼睛。

    复眼是第二种眼睛类型，在澄江动物群中，节肢动物的多样性最高，且90%以上具有眼睛的动物都是节肢动物。因此，复眼在澄江动物群中最为常见。典型的三叶虫眼睛就是复眼，每个透镜都是一个拉长的棱镜。每只复眼内的透镜数量不等，有些只有一个，有些可达上千个。在这样的复眼中其透镜一般排列为六边形，三叶虫的眼睛可分为全膜眼、裂膜眼和底膜眼三种，大多数三叶虫具有全膜眼。

    复眼由数个或非常多的小眼组成，它能感受物体的形状、大小，并可辨别颜色。例如寒武纪灰姑娘虫，拥有已知最早的复眼。在高倍显微镜下，灰姑娘虫的复眼居然由2000多个小眼组成。在澳大利亚袋鼠岛发现的奇虾眼睛化石，其复眼是迄今发现最大的，直径为3厘米，竟然包含1.6万个小眼。

    复眼的生长方式也不单一，有固着的和眼柄能活动的两种类型，后者带有较厚的核状透镜，其表面突起明显，可让视野宽阔。比如，与人类不同的灰姑娘虫的眼睛，没有眼皮，而是像螃蟹的眼睛，有个操作杆作支撑，能够伸出头壳，大幅度转动，视力范围可达270度，而我们人眼的视力范围大概在180度。

    透镜眼是第三种眼睛类型。在澄江动物群中发现的昆明鱼等最早的脊椎动物，都是透镜单眼。昆明鱼的头前部有两个明显的椭圆形黑点，呈现单透镜结构，不仅在透镜体中心有一个小碗状体，还有一个波状侧面，暗示其眼睛结构更复杂。从基因这个层面来看，脊椎动物和无脊椎动物的眼睛发育都与一些共同的基因密切相关，比如一种叫Pax6的基因，但这两类动物是沿着不同的路径演化的。

    大多数节肢动物的眼睛是由软透镜、甲壳素组成。而三叶虫的眼睛则是有方解石组成。纯的方解石是透明的，有些三叶虫使用单晶、透明的方解石来组成其每只眼睛的透镜。

    长相奇葩，眼睛所处部位颠覆想象

    在已知最早的后生动物中，视觉系统已然多样性，但与现代后裔相比，又具有相对原始的特征。

    寒武纪动物眼睛多样化的神奇，还表现在有些动物拥有多个眼睛，且眼睛所处的部位也颠覆了人们的想象。

    2020年，在澄江动物群发现的麒麟虾，身体有20多节，每一节都有一对游泳的桨状腿肢。它的头部像头盔，最前方竟然长有5只眼睛，从头部的下方伸出一对像爪子一样长满小刺的附肢，说明“麒麟虾”是一个捕食者。

    在加拿大发现的欧巴宾海蝎，长得也十分奇葩。身体具有环节结构，并具有未矿化的外骨骼。它的头部长有5颗以眼柄支撑的突出眼睛，视力范围很可能为360度。此外，在这些眼睛的前端还有一个柔软的长嘴，其顶端长有一个爪子，爪子末端为具抓握性的刺状物，可用以捕捉猎物。

    而被称为九眼精灵的微网虫，是叶足动物，身体由一节节的骨板组成，骨板的两侧有9对矿化骨板，其表面具多边网状结构，每个网眼中含有一个圆管构造，类似于节肢动物复眼中的单眼。它是依托身体两侧的叶足提腿前行。

    总之，神奇的寒武纪开启了生物界各种传奇之旅，在波澜壮阔的生命史上留下了一连串充满神秘而精彩的印记。而眼睛的神奇，无疑是寒武纪生物中十分耀眼的角色。

    （作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员、南京古生物博物馆名誉馆长）

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