达尔文日记：1834年4月，我们驶进了阿根廷南部的圣克鲁斯河口。然而圣克鲁斯河不大，贝格尔舰无法驶入，于是我们分乘三只捕鲸船向上游进发，每走一段就停下来勘测、考察。就在这条河道上，我射中了一只硕大的南美神鹰，翼展接近3米，于是观察南美神鹰成了我的兴趣之一。看它们以优美的姿态在空中盘旋，起初我认为它们是在消遣玩乐，后来当地农民告诉我，它们这是在监视着一只即将死去的野兽，或者是在等待美洲狮吃饱离开猎物。要知道，南美神鹰飞行时距离地面足有几千米高，它们的眼睛该是多么的敏锐！

眼睛是生命演化中的奇迹，结构复杂而精巧。比如我们熟悉的猫的眼睛，光线很强的时候瞳孔可以闭合成一条细线，减少光线射入，到黑暗环境中瞳孔又可以开得很大，让它可以在夜晚看清猎物。

达尔文所说的南美神鹰，就是安第斯神鹫，是世界上最大的飞禽，能够一边在几千米高空翱翔一边观察地面上的猎物。这么精巧的结构是如何演化来的呢？达尔文又遇到了难题。多年以后，达尔文还曾耿耿于怀地回忆说：眼睛，这极完美而复杂的器官，是我在完成《物种起源》时避不开的一个难题，哪怕现在想起它来都令我打颤。进化论的反对者们时常拿眼睛作为例子反驳我，他们说：人的眼睛由许多部分组成，这么复杂巧妙的器官怎么可能是进化来的呢？眼睛是只有上帝能够设计出来的，上帝说，我要眼睛，眼睛就出现了。

理性告诉达尔文，复杂的眼睛也是通过自然选择，一步一步积累微小的改变演化而来的。达尔文当年只能到低等动物中去寻找简单的眼睛，他发现，低等动物的眼睛虽然构造变化很大，也已经比较精巧了。

最早的眼睛究竟是什么样的，又是如何进化的呢？达尔文找不到答案。现在，科学家们已经发现了一些5亿多年前的早期眼睛的化石，让我们可以去窥探眼睛演化的奥秘。这是很难得的，因为眼睛属于软组织，要保存成化石留存到今天，非常不容易。

图1：始莱德利基虫化石和复原图

在我国云南的澄江地区，埋藏着距今5亿多年前的寒武纪早期化石，那时候，许多动物都已经有了真正的眼睛。比如当时特别繁盛的三叶虫类，（图1）这只三叶虫叫始莱德利基虫，在头部我们可以看到它的眼睛，这是一种形态十分奇特的棒状复眼，由一个一个的单眼组成，每个单眼都是由透明的方解石晶体构成的，它看到的景象应该类似于我们透过万花筒看到的景象。

图2：抚仙湖虫

除了三叶虫，其他节肢动物也是那个时代眼睛军团的主力军。比如（图2）这块化石上的抚仙湖虫，保存下了类似螃蟹复眼的带柄的眼睛。寒武纪的顶级捕食者奇虾，复眼直径可达3厘米，包含16000多个单眼，可以说将这种带柄的方解石晶体复眼发展得登峰造极了。后来的节肢动物，在这个基础上发展出了更精巧的软晶状体复眼。比如大约3亿年前石炭纪的巨脉蜻蜓，翅展可达70厘米，是地球生命史上体型最大的昆虫，其复眼比奇虾的还要大。但这些寒武纪的节肢动物眼睛，结构也已经比较完善了，所以眼睛的起源问题，还需要到更早更低等的动物身上去寻找答案。

我们知道，有一些非常原始的动物，比如单细胞的原生动物眼虫，就已经有一团能够感光的色素，称为眼点，不过只能感光，还不能看到影像。这样的眼点出现得很早，可以说是眼睛进化的起点。到寒武纪早期，大量的多细胞动物涌现，出现了强烈的生存竞争和捕食压力，动物们搞起了“军备竞赛”，各种新器官不断出现，眼睛这种敏锐的感觉器官就从简单的眼点进化出来了。

图3：蜻蜓的复眼

图4：神奇啰哩山虫

图5：昆明鱼

图6：眼虫

比如，在澄江动物群中，还发现了一种叶足动物，神奇啰哩山虫，它的神奇之处是头部具有一对原始的眼睛。叶足动物后来演化出了节肢动物，所以神奇啰哩山虫的原始眼睛，可以说是三叶虫、奇虾等节肢动物眼睛的雏形，也可以说是迄今发现的最原始的眼睛。

那我们人类的眼睛，和这些眼睛有关系吗？前面我们讲的都是无脊椎动物，人类是脊椎动物，脊椎动物的眼睛都是单眼，而不是复眼。虽然从基因这个层面看，脊椎动物和无脊椎动物的眼睛发育都与一些共同的基因密切相关，比如一种叫做Pax6的基因，但这两类动物是沿着不同的路径演化的。澄江动物群中发现的昆明鱼、海口鱼等，是最原始的脊椎动物，在它们的头部，也出现了一对椭圆形黑点，呈现单透镜结构。这对眼睛，才可以说是我们脊椎动物眼睛的演化起点。

（作者系中国科普作家协会副理事长，中国科协古生物学首席科学传播专家，南京古生物博物馆名誉馆长）

来源: 科普时报