1、论人的眼睛摘 要:对于人类来说,视觉是我们几大感觉当中拥有不可替代地位的感觉,特别是自从人类由爬行进化成直立行走,在解放了双手的同时,拓宽了人类的视野,嗅觉的部分功能退化,而眼睛得到了开发。一直以来,眼睛都被视为是人体内构造最精密高效的感觉器官,被比作制作精巧的照相机,在日常生活中发挥着重大作用。然而,对于眼睛的结构做深入的了解会发现,其实眼睛有许多不足之处。为什么眼睛这么精密高效的器官会存在许多不足呢?关键词:眼睛;解释;不足;1眼睛的日常功能眼睛在日常生活中的功能,无非便是对视觉信息的采集、接收和传递。人类在直立行走之后,便较多地依赖视觉系统来获得大部分所需信息。实验心理学家赤瑞特拉曾经做
2、过一个著名的心理实验,是关于人类获取信息的来源,即人类获取信息主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实:人类获取的信息 83%来自视觉, 11%来自听觉,这两个加起来就有 94%。还有 3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1% 来自味觉。可见,眼睛的功能所说简单但也十分重要。2眼睛的构造眼睛的主要部分是眼球。眼球前面的透明的凸起为角膜,往内是充满眼房液的眼前房,之后是不透明的虹膜,虹膜的开口为瞳孔,这是小孔成像模型中的小孔,可以通过收缩来调节大小以调节进入眼睛的光线量。再往后是晶状体,相当于照相机的凸透镜,可以通过睫状肌来调节焦距,晶状体之后是一个腔,称作玻璃体,装满了玻璃体液。最后是视网膜,相
3、当于照相机的底片,用以感受从瞳孔射入的光,并将光转换为神经信号,传递信号的无数神经在眼睛的盲点聚合成视神经束,将综合后的视觉信息传向大脑相关部位。我们所说的眼睛的不足,则主要集中体现在视网膜上。人的眼睛的视网膜从内向外分为几层,最里面是感光的视细胞,包括视杆细胞和视锥细胞,往外是双极细胞,聚集视细胞传递的信息,在向外是神经节细胞,它将信息由眼睛通过视神经传向大脑,最外面覆盖着一层较薄的毛细血管,为视网膜的各种细胞提供养分。3眼睛的不足眼睛的不足体现在三方面。一方面,人类眼球的一些特征并不具有功能意义,如当我们自后往前检查每一只眼球时,我们看到有 6 块细薄的肌肉,它们能使眼球运动,使之朝向不同
4、的方向。为什么是 6 块呢?只要配置得宜而且相互协调,3 块也就够了,正如照相架只需要 3 条脚一样。多出的眼球肌肉束事实上并没有多大存在的意义,反而会多消耗营养。眼球肌肉数目的过多不具有什么功能上的意义。另一方面,眼的有些特征,不仅不具有功能意义,而且还显然是于功能不利的。如人类以及所有脊椎动物的眼球都具有功能上悖理的、颠倒排列的视网膜。这完全是个前后颠倒的不合理的设计。感光细胞应该在最前面感受光线,神经、血管应该放在后面才对。而按这种颠倒的设计,光要穿过血管、神经才能抵达感光细胞,不仅光线的质量下降,而且血管的影子会影响我们的视觉,为了克服这些影子,我们的眼睛必须不断地做细微的震颤运动以扫
5、描整个视野,然后让大脑合并这些质量不佳的图片,去除阴影,再组成一幅完整的图像。为了传递光信号,视网膜的神经元要与一束视神经相连,视神经穿出眼球再绕回大脑。由于视神经在视网膜的前方,它穿过视网膜的那个孔不可能有感光细胞,这样就造成了视网膜上有一点没法感光,也就是所谓盲点。我们平时感觉不到盲点的存在,是因为大脑能根据从两个眼睛得到的信息取消彼此的盲点,形成完整的图像。综上可知,眼睛的这种构造导致了感光的障碍而加重大脑的负担。此外,人眼设计上的缺陷,会造成一系列疾病。由于血管在前方,任何出血或淤血都会形成阴影,而影响视觉。更严重的是视网膜的固定方式。视网膜的最底层是感光细胞。这是一种很精致的、有毛的
6、神经末梢,不可能牢固地固定住视网膜,而只是与下面一层色素表皮细胞(这层细胞的作用是吸收多余的光子)很松地连接在一起。这就使得视网膜很容易从眼球的内壁脱落。例如,脑袋遭受一记重拳,就可能造成视网膜脱离,如果不及时治疗将导致永久失明;另外,随着年龄的增大,这种本来就很松的连接会更加脆弱,轻微的撞击,甚至不需要撞击,视网膜也会脱落,许多老人正是由于这而视力大幅度下降甚至失明,给日常生活带来了许多不便。 复杂的眼睛是不是只能采用这种奇怪的装配方式呢?绝对不是。章鱼的眼睛就不是倒装的。章鱼的眼睛也是非常复杂、良好的眼睛,可以在近乎黑暗的深海中发现猎物。章鱼的眼睛和人眼一样是球状的,也有晶状体,但是光透过
7、晶状体后,就直接聚焦到感光细胞上,而无需先穿过神经、血管。章鱼眼睛的神经、血管都位于感光细胞的后面,神经直接连到大脑,而无需先穿透视网膜再往回绕弯。而且,章鱼的视网膜是由下面的许多神经纤维牢牢地固定着的,不会脱落。4对眼睛的不足的解释在很长一段时间里,眼睛被认为是十分完美的,设计论者常用此反驳进化论从而支持自己的观点:因为眼睛是极其完美的结构,所以眼睛不可能是进化的产物。既然这种完美结构根本不可能进化而来,那么它只能出自伟大的设计者的设计。而完美的眼睛一直是一个令进化论者十分头疼的问题。达尔文也曾为此困惑过,他曾直言不讳地写道:“眼睛有调节焦距、允许不同采光量和纠正球面象差和色差的无与伦比的设
8、计。我坦白地承认,认为眼睛是通过自然选择而形成的假说似乎是最荒谬可笑的。 ”【1】 在物种起源发表以后,他坦诚道:“到目前为止,每次想到眼睛,我都感到震骇。 ”然而,随着人们对眼睛结构的研究和认识越来越深,人们逐渐发现了眼睛的上述种种不足,现今在一定程度上我们已经可以解释包括人类在内的所有脊椎动物的眼睛的视网膜结构倒装问题。首先,进化论并没有说明进化出来的、经自然环境选择剩下的生物、器官就一定要是完美的。每一种生物器官都不是,也都不需要完美。还是以眼睛作为例子:羚羊的眼睛分布在两侧,每当介绍我们想到这种眼睛时,便会感叹其结构的优点 分布在两侧的眼睛极大地扩大了羚羊的视野,使得他们能够及时观察到
9、周围情况的变化,是自己免于捕食者的捕食。然而和人类的眼睛相比,这样的眼睛由于不能将双眼看到的画面相互结合,所看到的视野只是单眼看到的,由于这个原因,较之人类的视野,羚羊的视野是模糊的,难以形成深度的视野。但是,这种眼睛依然被自然选择保留了下来,因为,它们适应其所有者所处的环境,而眼睛并不完美并不会使这种眼睛被淘汰。其次,现存的眼睛并不一定要完善程度都彼此相同,当中也可以存在许多差异。事实上,各种眼睛几乎都有自己不同而独特的特点。因此,不同生物的眼睛中出现有的眼睛相对功能更好,有的眼睛功能相对较差的情况是正常的。例如,与人类的眼睛不同,大部分其他哺乳动物的眼睛是无法分辨颜色的。对这些动物来说,它
10、们所生存的世界只是由黑白两种颜色组成的。在这个方面上,人的眼睛似乎要比其他哺乳动物的眼睛高级一点。而章鱼的眼睛,从上述的内容可以看出,相对要比人类的眼睛高级一些。进化论并不会说明对于某种器官,某些生物的这种器官发展程度一定相同。进化使得人类的大脑的功能可以说凌驾于所有物种的大脑功能之上,自然会有一些器官(如眼睛)的功能相对功能低于一些生物,比如章鱼。但重要的是,器官的功能适应各种物种所处的环境,满足环境对器官功能的特定要求,有利于生物本身的生存与繁衍。因此,人类眼睛的诸多不足并未在章鱼的眼睛里出现也是十分正常的。那么,我们的眼睛的这种最后顺序颠倒的结构是怎么进化出来的呢?让我们来推测一下。在生
11、命刚刚起源的时候,生命并没有眼睛。随着其复杂程度的增加,开始有了能够感受光线明暗的神经细胞,即最早期的眼睛。之后眼睛的结构逐渐复杂,功能渐渐增加,为了增大感受光线的面积,感光细胞凹陷,可以感受不同方向的光,提高了视觉的准确度,而且可以防止感光细胞受损伤。而内凹时就可能出现感光细胞所处位置在内层还是外层的区别。基于这种区别上发展的眼睛最终在经过对此基础进行修修补补之后,形成了现今的正常顺序的眼睛和倒置的眼睛。而对与脊椎动物亲缘关系最近、因而有可能保留了脊椎动物的祖先特征的文昌鱼的研究,发现了文昌鱼也具有倒置的视神经细胞。可见,倒置的结构是祖先遗传下来的,我们在进化中只进行了一下基础之上的改动,仍然保留了这种结构,因为它能够满足环境对这些生物体眼睛的要求。结语眼睛的不足是客观存在的,其存在也是有理由的。从不同的角度理解,或许有不同的答案。总之,这是一个值得讨论的问题。参考文献:【1】达尔文.物种起源第六章第二节