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佳節臨近,映入眼簾的是紅紅火火的氛圍、大紅大紫的著裝、五彩斑斕的裝飾以及色香味俱全的美食。這一場視覺盛宴得益於我們的雙眼,一雙能夠看見世間萬物的慧眼。

達爾文曾在第一版的《物種起源》裡提到:“我必須坦率地承認,像眼睛這樣令人震撼的精巧設計,是完全由自然選擇決定的,這令人難以置信。”;倫敦動物學會高階科研員史蒂夫.帕克也在自己的著作《眼生萬物》一書中提到,眼睛的進化是由自然選擇機制驅動的隨機演化過程。如果說《眼生萬物》一書是追溯眼睛演化過程的百科全書,那《第一隻眼》一書則是分析生命演化的全過程。

46億年前是地球形成的初期,這個被古生物學家稱為冥古宙時期的地球,毫無生機;隨後,古生物學家在澳大利亞西部探測到35億年前的岩石,並從中發現了一種被稱為燧石的微晶礦物,觀察到了一種藍藻細菌的形狀,從此藍藻細菌被視為了地球最初的也是最簡單的生命形式。從46億年前到現在,從細菌到單細胞,再到多細胞動物,最後演化成現如今的38個動物門類,生命的形式和數量都發生了質的變化。英國作家安德魯.帕克走訪世界各地採石場,透過對眾多史前化石的研究和觀察,為我們抽絲剝繭生命的脈絡,探究寒武紀生命大爆發的根源,提供全新的地球生命的方向,思索生命演化史上的未解之謎。

5.42億年前,前寒武紀時期,地球上僅有3個具備不同外形的動物門類;5.38億年前,寒武紀時期,地球上已經擁有了38個動物門類。那麼在5.41億年前,這個被稱為地質史上寒武紀開始的時期,究竟發生了什麼,讓所有的動物門類發生了複雜的外部形態,並由3個門類爆發增長至38個門類,接下來我們一起一探究竟。

古希臘神話中,宙斯的孩子阿波羅被譽為太陽神,帶給人光明的同時也帶給人文藝氣息。幾千年前,不僅在古希臘神話裡有太陽神的存在,古埃及神話中也有太陽神的概念,對“光”有著異常執著的探究。事實上,光一開始就存在於地球上,早在人類探究光學之前,自然界的動物們早已和光朝夕相處數億年。

日常生活中,我們常常會看到一些混色現象,遠看顏色不一的霓虹燈,若是折射到水中或者鏡面上,則會出現與之完全不同的顏色。這樣的現象在動物身上也有體現,作者安德魯.帕克在《第一隻眼》書中提到烏桕大蠶蛾,這是一種個頭可以長到標準餐盤大小的蛾,它巨大的翅膀上就混合了芥末黃和灰色的圖案,這些顏色來自於它自己翅膀鱗片上的色素。因此作者安德魯.帕克認為,我們之所以能看到動物或植物身上的顏色,是因為它們體內含有色素;作者安德魯還提到,除了身體自帶色素外,有的動物體內還會存在色素細胞。就像我們熟知的變色龍,它的面板上就覆蓋了各種顏色的色素細胞,由於色素細胞富有彈性,會隨著自身情況改變自己的形狀,當危急關頭出現,變色龍便會根據身邊的環境顏色,產生我們所看到的變色情況。

《第一隻眼》書中提到,生物的演化也是遵從了光學的原理。這就是說,如果一隻動物無法適應周圍環境的光,那麼它將無法存活下去。雖然光只是眾多刺激因素的一種,但就寒武紀時期而言,光是影響較大的一種。為了讓自己存活下去,動物們要麼利用醒目的色彩,比如擁有劇毒的箱形水母,絢麗的色彩顯示著“生人勿進”的警告,畢竟只要被觸手刺到,毒汁就會釋放,2分鐘內就能使人的器官功能衰竭;要麼則是利用同質的顏色偽裝自己,變色龍可以變身成與周邊景物一致的顏色隱藏起來,以躲避捕食者的追擊。

白天尚且需要小心翼翼,夜晚則更需要提高警惕。《第一隻眼》書中講到,陸地上,晚上的地理環境與白天相同,樹木和岩石依然可以為生物提供藏身之處,不過還是有一些夜行齧齒類動物和貓頭鷹們在夜晚遨遊覓食,動物們依舊需要尋找相對安全的居住地。實際上,無論是陸地上的夜晚,還是深海里的環境,再或是洞穴裡的處境,雖然昏暗,但依舊會出現一些微弱的光亮,為了適應環境,夜行動物或深海動物們必須自我進化以適應身邊的環境。

作者安德魯.帕克認為,無論是白天還是黑夜,動物們都會在光的影響下演化出適應生存的技能;即使是完全沒有光源的情況下,動物們也靠自己實現了生物發光,透過熒光素和熒光素酶這兩種化學物質與水中的氧氣發生反應,作為副產物的光就被釋放出來,以此得以生存。其中介形類甲殼動物,尤其是輕量級介形蟲便是生物發光的典範。

光的重要性不言而喻,但寒武紀時期究竟發生了什麼,能讓動物門類由3門發展到了38門,這是作者安德魯.帕克一直苦苦追尋的答案。《第一隻眼》書中提到:“光波原本是完全相同的,但當它們撞擊到不同的物體時,會產生變化,傳遞出關於周圍環境的樣貌及位置等資訊。”眼睛可以將這一切資訊捕捉,《眼生萬物》的作者史蒂夫.帕克詳細講述了眼睛演化的過程,從簡單的感光細胞到能視覺成像的視網膜、從單一的單眼到成千上萬的複眼,歷經億萬年,我們現在能看到炫彩奪目的大千世間。不過在《第一隻眼》書中,作者安德魯.帕克將目光放到了寒武紀時期的眼睛化石上,探究生物祖先們的眼球演化。

加拿大不列顛哥倫比亞省,全球知名的伯吉斯頁岩採石場就在其瓦普塔山和費爾德山之間,作者安德魯.帕克在這裡看到了一塊屋頂石板般大的新出土的化石—奇蝦。《第一隻眼》書中描寫到“它的身體很大,幾乎有半米長,而且身體很寬。從頭部往下看,抓力強勁的前肢明顯證明了它們擁有像蝦一樣的特質。此外,奇蝦的眼睛,就像頭部兩側伸出來的兩個按鈕。用肉眼就能觀察到它們光滑、圓潤的輪廓。”隨後,作者安德魯.帕克檢查了伯吉斯的一些節肢動物標本,包括加拿大蟲、奧代雷蟲、銳蝦、多須蟲、薩諾蟲、西德尼蟲和約霍伊蟲,這些標本的眼睛雖然相對於身體長度的比例各不相同,但都屬於真正意義上的眼睛,都具備了成像功能。由於伯吉斯頁岩生物群生活在寒武紀時期,因此作者安德魯.帕克推斷,大約5.08億萬前地球上生物的眼睛已經演化得很好了。

除了伯吉斯頁岩,中國的雲南省澄江縣也有一個非常出名的寒武紀化石帶,出土的澄江化石更是早於伯吉斯頁岩化石1000萬年左右,並且澄江化石中也有許多動物擁有眼睛。從現有的最早的化石來看,距今5.22億萬年前的三葉蟲化石上已出現了複眼結構,因此作者安德魯.帕克研究後推斷,寒武紀生命大爆發之前,物種的眼睛應該已經演化了億萬年了。

“生存還是死亡,這是一個問題。”這是《哈姆雷特》戲劇中的高光句。對寒武紀時期的動物來說,每天所面臨的全是生存和死亡的問題。《第一隻眼》書中提到,動物生存的首要準則是活下去。想要活下去,就必須學會避免成為其他動物的獵物,這一點也恰好與上述所講的動物為適應光所做的努力一致。之前提到,動物為了生存,要麼利用醒目的色彩嚇跑攻擊者,要麼與環境色相融欺騙攻擊者。那究竟要如何辨認攻擊者呢?眼睛開始派上用場,《第一隻眼》書中講到,“當眼睛處於頭部的兩側時,寬闊的視野覆蓋了整個地平線,雖然能看到全景,但卻很難估算距離;當眼睛位於頭部的前面是,距離和方向便都能被預測,一個三維影像浮現出現。”眼睛也隨著動物捕獵的生存需求發生著變化,除了利用自身和周遭環境的顏色外,實時地拉開與捕獵者的距離,避免成為別人的盤中餐,也是非常重要的。

作者安德魯.帕克在研究寒武紀時期的化石時發現,寒武紀時期其他種類的三葉蟲活著的時候,都有被捕食者持續攻擊的痕跡。這些痕跡一方面說明寒武紀時期已經出現了動物之間的捕食行為,另一方面也說明寒武紀時期的動物已經擁有保護自己不被捕食者侵害的能力。

在《第一隻眼》書中的最後,作者安德魯.帕克試著得出了一個結論,一個寒武紀生命大爆發的結論:5.22億萬年前是一個節點,在此之前這個世界是沒有視覺的,但就在5.22億萬年前這段時間,“光開關”被按下,這個世界的萬物被賦予了色彩,生存其中的動物不僅能夠感受光,還能看到景象;不僅能看見自己的“食物”,也能看清自己的“敵人”。為了生存,動物們展開了一場主動的捕食行為;同樣也是生存,動物們加強了自我防禦的保護機制,一場由眼睛的演化而引發的生命大爆發開始了。

人生在世,為了生前奮鬥,也為了死後留名;動物亦在生死之間徘徊。要不是5.22億萬年前的“一睜眼”,哪有現在五彩繽紛的絢麗;要不是5.22億萬年前的“生死存亡”,哪有現在門類繁多的動物族群;要不是5.22億萬年前的 “生命大爆發”,哪有現在的知識大爆炸。

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  • 3本作者大大最好的一本小說,劇情讓人拍手叫好,連看三遍也不膩
  • 《我的世界》動物愛好者深入研究爬行家族 復原地球古代陸地霸主