眼虫是植物还是动物,衣藻是植物还是动物

在生物的演化中,眼睛的出现就是一件非常神奇的事情 。
眼睛的起源,其实非常非常的早 。
从生物的进化还处于单细胞阶段,眼睛最初的功能就出现了——感光 。感光色素的出现 , 给了单细胞生物感受光存在的能力,也就出现了生物的趋光性 。尤其对于通过光合作用自养的生物来说,拥有趋光性对于其生存有着极大的好处 。举个典型又非典型的例子——眼虫:

眼虫是植物还是动物,衣藻是植物还是动物

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眼虫
眼虫的眼点内含有感光色素,眼点具有感受光的强弱的能力 。并且眼点呈杯状,光只能从“杯子”开口的位置射入,这有给了眼虫感受光方向的能力,以便其调整运动的方向,更好地进行光合作用 。
【眼虫是植物还是动物,衣藻是植物还是动物】眼虫的非典型性在于眼虫既有植物的特征(叶绿体,光合作用) , 又有动物的特征(鞭毛,运动) , 并非动物进化树中的一支 。
拥有感光能力的并非只有动物的眼睛,动植物中都存在着感光器官,但它们的作用是感受昼夜的变化,调节生物的节律 。
当进化进入多细胞阶段,出现了动物,眼睛的雏形也发生了变化 。在较为低级的动物中,例如扁形动物门的涡虫,出现了多细胞构成的眼点(眼虫的“眼点”叫做“眼斑”更合适,但是有教科书上写的也是眼点,这里区别于上面的眼虫) 。
眼虫是植物还是动物,衣藻是植物还是动物

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图中三角涡虫头部两个黑点即眼点
这时候的“眼睛”,仍然是个杯状的小水坑,内含含有感光色素的细胞 。可以让特定方向的光线射入,感受光线的强弱方向 。不同的是 , 这个小水坑不再是由一个细胞器组成 , 而是由多细胞构成的一个简单而原始的器官了 。而杯子的底部,就是原始的视网膜 。另外 , 动物的神经系统的进化与发达,也是眼睛进化功能的巨大助力 。毕竟眼睛是服务于神经系统的感受器,神经系统需要足够发达,才能处理眼睛收集到的信号并作出正确的反应 。
眼虫是植物还是动物,衣藻是植物还是动物

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图为三角涡虫的梯状神经系统
低等动物的眼睛,只具有感受光的强弱、方向的能力,其形态、数量都与我们所熟知的眼睛结构相去甚远 。例如水母的眼睛的视网膜是一块内含色素的板状结构,文昌鱼的眼睛只是神经管侧的两个小黑点 。
在继续进化的路上 , 不同环境中的动物,受到的环境压力各不相同,自然选择的结果也天差地别,这也导致了眼睛的进化也呈现出很高的多样性 。
我们先来看看 , 向着 人/哺乳动物 方向进化的这一支的眼睛的变化 。首先眼睛的大小和形态发生了一系列的变化:
眼虫是植物还是动物,衣藻是植物还是动物

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眼睛由原来只是充水的洞 , 逐渐演化出封闭的内部结构——视网膜-玻璃体-角膜-晶状体-虹膜等等 。眼睛在结构上变得更加复杂,内部更加稳定 。
由于角膜、晶状体等结构,对于光线的折射作用更大,因此在这一过程中,眼睛的曲率也必然发生了变化 。
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每一个新的结构出现,对于眼睛的视觉能力,都有着质的飞跃 。
首先空洞被细胞液填满,这使得眼睛结构具有更加稳定的折射率,并且对视网膜起着保护作用 。这一结构功能等同于人眼的玻璃体 。
角膜的出现将眼睛封闭,结构更稳定,并且制造了更大的折射率,增加了视野 。
晶状体以及其周围的睫状肌的出现,晶状体的收缩舒张,让眼睛实现了可以手动对焦的能力 。
虹膜的出现,又让眼睛可以调节进入眼睛光线的多少,以便适应不同亮度的环境,增加了调节光圈的能力 。
(我用照相机的结构来描述眼睛各部分的作用,其实照相机才是人眼睛的山寨版?。?
伴随着眼睛结构的复杂化,必然是视神经与中枢神经更加的复杂化 。视网膜上多种视觉细胞和感光色素的出现,意味着眼睛也告别了黑白电视时代,开始有了色彩 。人的视网膜感光细胞主要分为两类,视杆细胞和视锥细胞 。
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视杆细胞内含的感光色素是视紫红质,视杆细胞负责感受光的强弱 。而视锥细胞负责感受色彩,目前主流学说认为存在3种含有不同感光色素的视锥细胞,通过对于红绿蓝3种颜色的反应组合,而构成了人眼所见的色彩 。