佳节临近,映入眼帘的是红红火火的氛围、大红大紫的着装、五彩斑斓的装饰以及色香味俱全的美食。这一场视觉盛宴得益于我们的双眼,一双能够看见世间万物的慧眼。
达尔文曾在第一版的《物种起源》里提到:“我必须坦率地承认,像眼睛这样令人震撼的精巧设计,是完全由自然选择决定的,这令人难以置信。”;伦敦动物学会高级科研员史蒂夫.帕克也在自己的著作《眼生万物》一书中提到,眼睛的进化是由自然选择机制驱动的随机演化过程。如果说《眼生万物》一书是追溯眼睛演化过程的百科全书,那《第一只眼》一书则是分析生命演化的全过程。
46亿年前是地球形成的初期,这个被古生物学家称为冥古宙时期的地球,毫无生机;随后,古生物学家在澳大利亚西部探测到35亿年前的岩石,并从中发现了一种被称为燧石的微晶矿物,观察到了一种蓝藻细菌的形状,从此蓝藻细菌被视为了地球最初的也是最简单的生命形式。从46亿年前到现在,从细菌到单细胞,再到多细胞动物,最后演化成现如今的38个动物门类,生命的形式和数量都发生了质的变化。英国作家安德鲁.帕克走访世界各地采石场,通过对众多史前化石的研究和观察,为我们抽丝剥茧生命的脉络,探究寒武纪生命大爆发的根源,提供全新的地球生命的方向,思索生命演化史上的未解之谜。
5.42亿年前,前寒武纪时期,地球上仅有3个具备不同外形的动物门类;5.38亿年前,寒武纪时期,地球上已经拥有了38个动物门类。那么在5.41亿年前,这个被称为地质史上寒武纪开始的时期,究竟发生了什么,让所有的动物门类发生了复杂的外部形态,并由3个门类爆发增长至38个门类,接下来我们一起一探究竟。
光
古希腊神话中,宙斯的孩子阿波罗被誉为太阳神,带给人光明的同时也带给人文艺气息。几千年前,不仅在古希腊神话里有太阳神的存在,古埃及神话中也有太阳神的概念,对“光”有着异常执着的探究。事实上,光一开始就存在于地球上,早在人类探究光学之前,自然界的动物们早已和光朝夕相处数亿年。
日常生活中,我们常常会看到一些混色现象,远看颜色不一的霓虹灯,若是折射到水中或者镜面上,则会出现与之完全不同的颜色。这样的现象在动物身上也有体现,作者安德鲁.帕克在《第一只眼》书中提到乌桕大蚕蛾,这是一种个头可以长到标准餐盘大小的蛾,它巨大的翅膀上就混合了芥末*和灰色的图案,这些颜色来自于它自己翅膀鳞片上的色素。因此作者安德鲁.帕克认为,我们之所以能看到动物或植物身上的颜色,是因为它们体内含有色素;作者安德鲁还提到,除了身体自带色素外,有的动物体内还会存在色素细胞。就像我们熟知的变色龙,它的皮肤上就覆盖了各种颜色的色素细胞,由于色素细胞富有弹性,会随着自身情况改变自己的形状,当危急关头出现,变色龙便会根据身边的环境颜色,产生我们所看到的变色情况。
《第一只眼》书中提到,生物的演化也是遵从了光学的原理。这就是说,如果一只动物无法适应周围环境的光,那么它将无法存活下去。虽然光只是众多刺激因素的一种,但就寒武纪时期而言,光是影响较大的一种。为了让自己存活下去,动物们要么利用醒目的色彩,比如拥有剧*的箱形水母,绚丽的色彩显示着“生人勿进”的警告,毕竟只要被触手刺到,*汁就会释放,2分钟内就能使人的器官功能衰竭;要么则是利用同质的颜色伪装自己,变色龙可以变身成与周边景物一致的颜色隐藏起来,以躲避捕食者的追击。
白天尚且需要小心翼翼,夜晚则更需要提高警惕。《第一只眼》书中讲到,陆地上,晚上的地理环境与白天相同,树木和岩石依然可以为生物提供藏身之处,不过还是有一些夜行啮齿类动物和猫头鹰们在夜晚遨游觅食,动物们依旧需要寻找相对安全的居住地。实际上,无论是陆地上的夜晚,还是深海里的环境,再或是洞穴里的处境,虽然昏暗,但依旧会出现一些微弱的光亮,为了适应环境,夜行动物或深海动物们必须自我进化以适应身边的环境。
作者安德鲁.帕克认为,无论是白天还是黑夜,动物们都会在光的影响下演化出适应生存的技能;即使是完全没有光源的情况下,动物们也靠自己实现了生物发光,通过荧光素和荧光素酶这两种化学物质与水中的氧气发生反应,作为副产物的光就被释放出来,以此得以生存。其中介形类甲壳动物,尤其是轻量级介形虫便是生物发光的典范。
眼
光的重要性不言而喻,但寒武纪时期究竟发生了什么,能让动物门类由3门发展到了38门,这是作者安德鲁.帕克一直苦苦追寻的答案。《第一只眼》书中提到:“光波原本是完全相同的,但当它们撞击到不同的物体时,会产生变化,传递出关于周围环境的样貌及位置等信息。”眼睛可以将这一切信息捕捉,《眼生万物》的作者史蒂夫.帕克详细讲述了眼睛演化的过程,从简单的感光细胞到能视觉成像的视网膜、从单一的单眼到成千上万的复眼,历经亿万年,我们现在能看到炫彩夺目的大千世间。不过在《第一只眼》书中,作者安德鲁.帕克将目光放到了寒武纪时期的眼睛化石上,探究生物祖先们的眼球演化。
加拿大不列颠哥伦比亚省,全球知名的伯吉斯页岩采石场就在其瓦普塔山和费尔德山之间,作者安德鲁.帕克在这里看到了一块屋顶石板般大的新出土的化石—奇虾。《第一只眼》书中描写到“它的身体很大,几乎有半米长,而且身体很宽。从头部往下看,抓力强劲的前肢明显证明了它们拥有像虾一样的特质。此外,奇虾的眼睛,就像头部两侧伸出来的两个按钮。用肉眼就能观察到它们光滑、圆润的轮廓。”随后,作者安德鲁.帕克检查了伯吉斯的一些节肢动物标本,包括加拿大虫、奥代雷虫、锐虾、多须虫、萨诺虫、西德尼虫和约霍伊虫,这些标本的眼睛虽然相对于身体长度的比例各不相同,但都属于真正意义上的眼睛,都具备了成像功能。由于伯吉斯页岩生物群生活在寒武纪时期,因此作者安德鲁.帕克推断,大约5.08亿万前地球上生物的眼睛已经演化得很好了。
除了伯吉斯页岩,中国的云南省澄江县也有一个非常出名的寒武纪化石带,出土的澄江化石更是早于伯吉斯页岩化石万年左右,并且澄江化石中也有许多动物拥有眼睛。从现有的最早的化石来看,距今5.22亿万年前的三叶虫化石上已出现了复眼结构,因此作者安德鲁.帕克研究后推断,寒武纪生命大爆发之前,物种的眼睛应该已经演化了亿万年了。
活
“生存还是死亡,这是一个问题。”这是《哈姆雷特》戏剧中的高光句。对寒武纪时期的动物来说,每天所面临的全是生存和死亡的问题。《第一只眼》书中提到,动物生存的首要准则是活下去。想要活下去,就必须学会避免成为其他动物的猎物,这一点也恰好与上述所讲的动物为适应光所做的努力一致。之前提到,动物为了生存,要么利用醒目的色彩吓跑攻击者,要么与环境色相融欺骗攻击者。那究竟要如何辨认攻击者呢?眼睛开始派上用场,《第一只眼》书中讲到,“当眼睛处于头部的两侧时,宽阔的视野覆盖了整个地平线,虽然能看到全景,但却很难估算距离;当眼睛位于头部的前面是,距离和方向便都能被预测,一个三维影像浮现出现。”眼睛也随着动物捕猎的生存需求发生着变化,除了利用自身和周遭环境的颜色外,实时地拉开与捕猎者的距离,避免成为别人的盘中餐,也是非常重要的。
作者安德鲁.帕克在研究寒武纪时期的化石时发现,寒武纪时期其他种类的三叶虫活着的时候,都有被捕食者持续攻击的痕迹。这些痕迹一方面说明寒武纪时期已经出现了动物之间的捕食行为,另一方面也说明寒武纪时期的动物已经拥有保护自己不被捕食者侵害的能力。
在《第一只眼》书中的最后,作者安德鲁.帕克试着得出了一个结论,一个寒武纪生命大爆发的结论:5.22亿万年前是一个节点,在此之前这个世界是没有视觉的,但就在5.22亿万年前这段时间,“光开关”被按下,这个世界的万物被赋予了色彩,生存其中的动物不仅能够感受光,还能看到景象;不仅能看见自己的“食物”,也能看清自己的“敌人”。为了生存,动物们展开了一场主动的捕食行为;同样也是生存,动物们加强了自我防御的保护机制,一场由眼睛的演化而引发的生命大爆发开始了。
人生在世,为了生前奋斗,也为了死后留名;动物亦在生死之间徘徊。要不是5.22亿万年前的“一睁眼”,哪有现在五彩缤纷的绚丽;要不是5.22亿万年前的“生死存亡”,哪有现在门类繁多的动物族群;要不是5.22亿万年前的“生命大爆发”,哪有现在的知识大爆炸。
第一只眼:掠食者、演化竞赛与达尔文之惑视觉的出现与寒武纪生命大爆发安德鲁·帕克著联合天畅京东¥57.2购买已下架