古往今來，對眼睛的修飾從未停止。從古埃及濃妝艷彩的眼影到現(xiàn)代繽紛繁多的眼部“改造”項目，其實體現(xiàn)著它們在人類面部的顯要地位。

常言道:“眼睛是心靈的窗戶”。為什么這么說呢？因為它們是五官的重要組成部分，也因為人們常通過眼睛來互相溝通、傳遞訊息。從折射到物體上的一束光，到我們腦海里形成的物體圖像，所以我們“看到”了東西。這樣一個過程，眼睛是如何被“設(shè)計”出這樣精密的元件的呢？

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感光基因，眼的基始

從擁有感光基因的細(xì)胞開始，眼睛的演變歷經(jīng)數(shù)億萬年。雖然任何人無法看到進(jìn)化本身，但可以據(jù)此追根溯源，還原這一漫長的演變過程。

所有眼睛都是單次起源的產(chǎn)物，Pax 6基因家族主導(dǎo)了所有眼睛的發(fā)生。光敏細(xì)胞發(fā)育基因可以在單細(xì)胞生物中發(fā)現(xiàn)，也可以在動物王國中發(fā)育出復(fù)眼、透鏡眼等多種類型，并通過基因代代相傳。

相信嗎？從某種綠藻中提取出“感光基因”經(jīng)改良后被注射到色素性視網(wǎng)膜炎患者的玻璃體中，再配合上特制眼鏡就能重獲得一部分視力。這并不是科幻奇談，而是如今自然界的神奇和光遺傳學(xué)創(chuàng)造出的奇跡。

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感光細(xì)胞讓生物能辨別光的方向

達(dá)爾文提出“適者生存”的概念，而擁有感光器官無疑是一項相對優(yōu)勢。

因此，我們遙遠(yuǎn)的祖先必須進(jìn)化出連續(xù)的結(jié)構(gòu)，以光感知的目的，并為隨后通過神經(jīng)系統(tǒng)處理信號奠定基礎(chǔ)。

眼睛的最早形式只是一個單一的具有感光蛋白色素的細(xì)胞。感光細(xì)胞接受光線刺激，受體吸收傳入光子的能量，改變了碳原子的空間排列，離子通道內(nèi)膜被打開和關(guān)閉，激發(fā)了前體受體細(xì)胞內(nèi)的潛力。色素細(xì)胞則遮擋另一面的光線，使生物能辨別光源方向。

而這種初級的“眼”只能從黑暗中辨別光線。譬如眼蟲仍然保留著由一堆感光細(xì)胞聚集在一起形成的眼點結(jié)構(gòu)。

3

“眼”開始感受物體影像

為了保護(hù)脆弱的感光細(xì)胞，從寒武紀(jì)開始一部分生物眼點開始凹陷，隨著凹陷加深形成小孔。而根據(jù)小孔成像原理，視覺影像形成。

殊途同歸，還有一部分生物將數(shù)不勝數(shù)的單眼收集來的影像進(jìn)行整合，形成完整圖像，這便是如今復(fù)眼的起源。時至今日，我們熟知的很多昆蟲都是具有復(fù)眼結(jié)構(gòu)，如蜻蜓，蒼蠅等等。

在寒武紀(jì)末期，具有更為復(fù)雜眼睛的捕食者一躍成為食物鏈的頂級獵手。

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如何使成像更清晰

時間繼續(xù)演進(jìn)，脊椎動物在早期魚類的眼睛基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展。

根據(jù)光學(xué)定律，焦距越短，成像越大，看到影像部分卻很少。反之，焦距越長，成像越小，看到的影像更全面。

焦點長度較小的鏡頭有著更大的深度，但卻只有較少的空間為成像傳感器。而高分辨率的大焦距的鏡頭眼睛必須反復(fù)重新聚焦， 體現(xiàn)在他們的目光在物體上不斷移動， 變化距離。隨著進(jìn)化的深入，更高級的動物發(fā)展出通過改變折射指數(shù)和焦距，來達(dá)到調(diào)節(jié)清晰影像的目的。

回到人類的眼睛上，人眼的折射是將平行光聚焦到視網(wǎng)膜上，通過改變凸透鏡曲率的半徑，聚焦后清晰的影像被投射到視網(wǎng)膜上而后該信息又被神經(jīng)節(jié)細(xì)胞傳遞到大腦，于是乎，我們“看見”了世界。

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動物眼中的世界

動物的眼睛具有驚人的多樣性，如相機(jī)眼、復(fù)眼、鏡眼、套迭型眼睛等等。

眼睛位置和大小的不同往往也反映出動物的不同生活方式。比如變色龍的眼睛沒有上、下眼瞼，但卻擁有一個錐形結(jié)構(gòu)，其上的一個小開口，大小正好容得下它們的瞳孔。因此變色龍可以同時看方向完全不同的兩個獨(dú)立物體。這種視覺優(yōu)勢使它們特別擅長捕捉正在飛的昆蟲。

在所有擁有彩色視覺的動物中，顏色信號扮演重要角色。他們的眼睛被改編成選擇喜歡的伴侶或搜索特定色調(diào)的食物。基于受體數(shù)量的不同，他們可能會甚至體驗隱藏在我們身邊的顏色。

比如狗無法區(qū)分紅色和橙色，但他們可以清楚地看到藍(lán)色和紫色以及紫外光。此外，它們還能區(qū)分40個灰色的陰影。

寫在最后：

綜合而言，眼睛從一堆感光細(xì)胞脫胎而出，歷經(jīng)滄桑，穿過悠長歲月，讓我們盡享多姿多彩的世界。億萬年進(jìn)化出的眼睛，短短時間內(nèi)就整發(fā)炎、變近視未免可惜。這一份大自然精心設(shè)計的杰作，還請好好愛護(hù)它吧。