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第七章 视觉来自盲目之地2(第4页)

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这里最重要的结论就是,控制脊椎动物与无脊椎动物体内眼睛的发育的竟是同一个委员会。

和视紫红质不一样,因为这里并没有什么功能上的理由,需要同一组基因来控制眼睛的发育过程,它们不过就是一堆行政官僚罢了,理应可以用各种不同的官僚替代才对。

同一组基因同时存在于不同动物体内,透露了这组基因形成的久远历史(前述构成晶状体各式各样不同的蛋白质则相反,表明它们是后期各自发展的),说明这是偶发事件,而非必要事件,也说明感光细胞只在脊椎动物与无脊椎动物的共祖身上进化了一次,然后一直由同一小群委员控制。

还有另一个理由让我们相信感光细胞只进化过一次,这次由活化石做见证。

这个古老的幸存者就是一群属于阔沙蚕属的海生沙蚕,是一种身长只有数毫米,长满刚毛的虫子。

它是淤泥河口的常见居民,也是最好用的鱼饵,但有多少人知道它的外表和形态,从寒武纪至今几乎没有改变呢?这种虫子正是脊椎动物与无脊椎动物的共祖,和所有的脊椎动物,以及大部分的无脊椎动物一样,外表两侧对称,而不像海星。

所有两侧对称动物比如昆虫、你和我都是对称的。

严格来讲海生沙蚕其实比两侧对称动物出现得更早,可以说它蕴藏着发展成现在多彩多姿世界的潜力。

它是远古时代两侧对称动物的活化石,是原始的两侧对称动物。

这就是欧洲分子生物学实验室的科学家戴列夫·阿伦特对它的感光细胞感兴趣的原因。

阿伦特和他同事知道海生沙蚕的眼睛,从结构设计到使用的视紫红质,都比较接近无脊椎动物,而和脊椎动物不同。

不过2004年,这支团队在海生沙蚕的大脑里找到了另一种感光细胞。

这群感光细胞完全不是用在视觉上面,而是被当作生物钟,也就是负责生物睡眠与清醒、区分白昼与黑夜的时钟,甚至连细菌也使用这种生物钟。

这群生物钟细胞不只使用视紫红质,它们本身看起来甚至非常像脊椎动物的感光细胞(至少对阿伦特这样的专家来说是如此),之后的生化与遗传学实验也证实了两者的相似性。

阿伦特因此认为,这些原始两侧对称动物体内同时带有两种感光细胞。

也就是说,这两种感光细胞并非源自两条完全独立的进化之路,它们更像在同一个生物身上一起进化出来的姊妹细胞,而这个生物,就是原始两侧对称动物的祖先。

当然,如果说这个脊椎与无脊椎动物共祖,同时带有两种感光细胞,那人类或许也继承了它们,但是还不知道长在哪里。

后来科学家发现,我们确实也有两种细胞。

就在海生沙蚕秘密宣布的第二年,美国圣地亚哥研究所的生物学家萨钦·潘达与他的同事开始研究人类眼中的细胞——视网膜神经节细胞,它们会影响人的生物钟。

这些细胞并非用来看东西,但一样有视紫红质。

这种视紫红质十分特殊,叫作视黑质。

后来科学家还发现这些视网膜神经节细胞很像典型的无脊椎动物感光细胞。

最值得注意的是,我们的生物钟视紫红质在结构上更像盲虾的视紫红质,而不是人类用来视物的视紫红质。

所有证据都表明,脊椎动物与无脊椎动物的感光细胞,来自同一个源头。

它们不是独立发明,而是有相同母亲的姊妹细胞。

这个母亲,这个远古的感光细胞,同时也是所有动物眼睛细胞的祖先,她,只进化过一次。

现在眼前浮现出来的景象更大更完整了。

一开始,有个带有视觉色素视紫红质的感光细胞,从脊椎动物与无脊椎动物的共祖身上进化出来,而操纵它的是一小群基因委员会。

不久之后这个感光细胞一分为二,两个姊妹细胞开始分家并各自专精于不同的工作,一个在看世界,另一个负责生物钟。

很可能只是因为偶然的机缘,脊椎动物与无脊椎动物各自选择了相反的细胞来执行这两项工作。

其结果就是,在这两种动物体内,眼睛会从不同的组织中发育出来。

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