【Ted-ED】人眼是如何進化的 The Evolution Of The Human Eye

人類的眼睛是一個令人驚嘆的機制， 能夠偵測從幾個光子到直射陽光的任何強度 或者將注意力從你面前的螢幕移開 在三分之一秒內達到遙遠的地平線。 事實上，實現這種驚人的柔韌性所需的結構 曾被認為如此複雜，以致查爾斯·達爾文本人 承認了他們進化而來的觀點 看起來荒謬到了極點。 然而，這正是發生的事。 超過五億年前開始。 人類眼睛的故事，始於一個簡單的光點。 例如在單細胞生物（如草履蟲）中發現的那種。 這是一簇光敏感蛋白質 與生物體的鞭毛相關聯 當它發現光線時就會啟動，進而找到食物。 這種光點的更複雜版本可在扁蟲綱生物——真涡虫中發現。 杯狀而非平坦的結構使其更能感知 incoming 光線的方向。 除了其他用途外，這種能力還能使生物尋找陰涼處。 並躲藏起來躲避捕食者。 在數千年的時間裡，隨著這種光感杯狀結構在某些生物體內逐漸加深， 前面的開口變小了。 結果產生了針孔效應， 這大幅提高了解析度。 透過僅允許一束細窄的光線進入眼睛來減少失真。 鸚鵡螺，是章魚的祖先。 使用此針孔眼睛以提升解析度及方向感測。 雖然針孔眼睛只能呈現簡單的影像， 眼睛演變至我們今日所知的樣貌，關鍵步驟是晶狀體的出現。 據信是透過透明細胞覆蓋開口而演化而成 為防止感染， 讓眼球內部充滿液體 這能優化光敏感度和處理效能。 在表面形成的晶狀蛋白質 創造了一種結構，該結構在聚焦光線方面證明非常有用。 視網膜上的某一點。 正是這鏡頭，才是眼睛適應能力的關鍵。 改變其曲率以適應近視和遠視。 針孔相機搭配鏡頭的結構 成為了人類眼睛最終演化而成的基礎。 進一步的改良將包括一個稱為虹膜的彩色環。 控制進入眼睛光線量的結構， 一層堅硬的白色外層，稱為鞏膜，用以維持其結構。 以及分泌保護膜的淚腺。 但同樣重要的是大腦的同步演化， 隨著視覺皮質的擴張 我們現在知道，它遠非設計上的完美傑作。 我們的眼睛留下了逐步進化的痕跡。 例如，人的視網膜是倒置的， 具有感光細胞朝向眼睛開口相反方向的結構。 這導致了一個盲點，因為視神經必須穿過視網膜。 到後方的感光層。 頭足類動物看似相似的眼睛，是獨立演化而成的。 擁有面向前方的視網膜，使它們能夠看見而沒有視覺盲點。 其他生物的眼睛展現出不同的適應特徵。 Anableps，所謂的四眼魚， 有兩部分分開的眼睛，用來觀察上方和水下。 非常適合用來發現掠食者和獵物。 貓，傳統上是夜間捕獵的動物， 已演變出具有反射層，以最大化光線的量 眼睛能察覺到，使他們擁有優異的夜間視力， 以及他們標誌性的光暈。 這僅僅是動物界中眼睛多樣性的幾個例子而已。 那麼，如果你能設計一隻眼睛，你會不會用不同的方式來設計呢？ 這個問題並不像它聽起來那麼奇怪。 如今，醫生和科學家正在研究不同的眼球結構 協助設計視障者的生物力學植入物。 在不久的將來， 以人類眼睛的精確與靈活性所打造的機器 甚至可能使其超越自身的演化。