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当鱼类看见了光明


[来源:《知识窗》] [作者:崔禄丰] [日期:19-05-15] [热度:]

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当鱼类看见了光明

崔禄丰

《知识窗》

所有的人类都曾经是鱼,这点我们已经从古生物化石中得知,陆地脊椎动物的祖先就是4亿年前的肉鳍鱼。既然鱼类在海洋里享受着鱼水之欢,那是什么驱使它勇敢地踏足凶险无比的陆地呢?

西北大学的一项研究结论是:看到远方也许是鱼类离开海洋的助力之一,而拥有更广阔的视野会深刻影响动物的行为。在研究了许多鱼类和四足动物之间过渡的物种后,研究人员发现,在进化至可以行走之前,它们首先进化的是眼睛。在1200万年里,从鳍鱼到四足动物,它的眼睛几乎增大了3倍。大眼睛的运行需要很多能量,但是在水里瞪大眼睛看东西和在一片漆黑的地方瞪大眼睛看东西几乎无异,物不尽其用。虽然鱼类早已拥有视觉,但是在水下环境中无法让它们把视力物尽其用。即使是在阳光充足的水面下,它们能够观测到的视野体积也只是在空气中看到的一百万分之一。

在鱼类登陆的过程中,眼部结构的改变让它们越来越享受视觉带来的好处。在大约3.9亿至2.5亿年前,一种先进的鱼类——希望螈目逐渐脱离水生。按化石测量显示,它们的双眼尺寸增长到原来的3倍,这意味着与视觉能力息息相关的瞳孔大小增长了。与此同时,和其他鱼类一样,它们的眼窝由两侧移到头部顶端。在这个位置,鱼可以贴近水面,看到水面之上的虫类猎物,甚至能把眼睛探出水面。

水下的希望螈目能观测到1个体长范围内的情况,但是在空气中,动物可以观测到超过100个体长的距离。研究人员根据模型测算,如果把希望螈目眼睛尺寸的增长考虑在内,登陆后,其视野是原来的500万倍。

看到更远的地方,让复杂决策的出现成为可能。如果一只动物只能看到附近的事物,这意味着它们大部分的行为是对即将发生的刺激做出反应,而不是计划。攻击附近的猎物、躲避捕食者的突袭,可能是水下动物生命中最重要的决定。但是,当动物之间有了长程感知,它们就必须设计精巧的埋伏和捕猎,制订复杂的计划。动物中仅存在两种长程成像系统:视觉和回声定位,而后者很晚才在哺乳动物中出现。

在现生的鱼类和两栖类动物中,存在一种强大的应激本能。这一系统由毛特纳神经元发起,能够让动物在4微秒左右的时间对刺激做出反应,比如逃生。但是,之后出现的脊椎动物已经舍弃了这一神经回路,因为视觉可以预知危机。于是,规划、战略思考和复杂决策有了发生的可能。可以说,灵长类的出现,是因为鱼类看见了光明。

 


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