動(dòng)物怎樣看世界

王谷巖

據(jù)估計(jì)，現(xiàn)代生存的動(dòng)物總共有四五百萬(wàn)種，而人類現(xiàn)在已知的約有一百五十萬(wàn)種。眼睛，是動(dòng)物界賴以生存的重要感覺(jué)器官。每種動(dòng)物的不同生活環(huán)境和生活習(xí)性，在視覺(jué)上就有著不同的要求。自然界的奇跡卻是:每種動(dòng)物的眼睛都能恰到好處地滿足其自身生存的一定需要。

繁衍進(jìn)化由低到高

在自然界里，動(dòng)物經(jīng)歷了漫長(zhǎng)歲月的進(jìn)化過(guò)程，也逐漸形成并完善了它們的眼睛。

原生動(dòng)物，或叫單細(xì)胞動(dòng)物，是動(dòng)物界里最簡(jiǎn)單、最微小的原始動(dòng)物，整個(gè)身體，只由一個(gè)細(xì)胞構(gòu)成。雖然在生理上它是一個(gè)獨(dú)立的有機(jī)體，和多細(xì)胞動(dòng)物一樣具有一切主要生活機(jī)能，但就視覺(jué)器官而言，單細(xì)胞動(dòng)物所具有的只是一種最原始的雛形類器官，科學(xué)家們把它叫做眼點(diǎn)。例如，體長(zhǎng)僅有0.1毫米的眼蟲(chóng)，在它的身體的前端鞭毛(運(yùn)動(dòng)類器官)的根部就長(zhǎng)著一個(gè)紅色的眼點(diǎn)，其中含有能夠感光的紅色素。眼點(diǎn)還不能算是真正的視覺(jué)器官，因?yàn)樗床坏酵饨缥矬w的影像，而只能感覺(jué)光的強(qiáng)弱。不過(guò)，眼點(diǎn)的感光機(jī)能已經(jīng)足以幫助這類低等動(dòng)物避開(kāi)直射強(qiáng)光的刺激，選擇朝向光線適度的方向。

多細(xì)胞的腔腸動(dòng)物、扁蟲(chóng)動(dòng)物、紐蟲(chóng)動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物等低等無(wú)脊椎動(dòng)物，也都只有僅能感光的眼點(diǎn)。這些動(dòng)物運(yùn)動(dòng)緩慢，大多數(shù)生活在水中或侵入動(dòng)、植物體內(nèi)營(yíng)寄生、半寄生生活，只有極少數(shù)生活于土壤之中，這樣的視覺(jué)系統(tǒng)是足以應(yīng)付它們生存的需要的。它們的眼點(diǎn)的數(shù)目為一對(duì)至數(shù)對(duì)不等，其結(jié)構(gòu)有的和眼蟲(chóng)的眼點(diǎn)類似，有的則已進(jìn)化成為環(huán)狀眼點(diǎn):感光細(xì)胞排列成環(huán)狀(亦稱“眼窩”)，并伸出神經(jīng)纖維連向視神經(jīng)與簡(jiǎn)單的腦相通。更有的在這種簡(jiǎn)單的眼窩內(nèi)有了晶狀體和角膜的雛形。蚯蚓由于長(zhǎng)期生活在泥土之中，眼點(diǎn)已經(jīng)退化，只是在體壁上還散布著許多與感覺(jué)神經(jīng)末梢相連接的感光細(xì)胞，借此對(duì)光線產(chǎn)生感覺(jué)。

生活在水中和陸地上的軟體動(dòng)物，它們的運(yùn)動(dòng)器官明顯進(jìn)化，運(yùn)動(dòng)迅速且強(qiáng)有力。與此相適應(yīng)，它們的感覺(jué)器官一般都很發(fā)達(dá)。特別是那些高等軟體動(dòng)物，如烏賊、槍鲗、柔魚(yú)和章魚(yú)，其眼睛的構(gòu)造幾乎同高等脊椎動(dòng)物的一樣復(fù)雜，已經(jīng)是晶狀體、角膜、虹膜、視網(wǎng)膜一概俱全的了。

魚(yú)類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥(niǎo)類、哺乳動(dòng)物和人類等脊椎動(dòng)物，都有了完善的視覺(jué)系統(tǒng)。雖然由于生活環(huán)境和生活習(xí)性的不同，這些動(dòng)物的眼睛存在著形形色色的令人驚訝的奇妙變異，但其基本構(gòu)造是相同的。只有這些動(dòng)物的眼睛才稱得起是真正的眼睛，因?yàn)樗鼈儾坏軌蚋杏X(jué)光的強(qiáng)弱，更重要的是能夠識(shí)別景物的圖像，看到外界物體的形狀、大小，顏色和運(yùn)動(dòng)狀況。

大相徑庭各有千秋

有一類動(dòng)物其身體和肢體都分節(jié)，在動(dòng)物分類學(xué)上把它們叫做節(jié)肢動(dòng)物，如蝦、蟹、鱟、蜂、蝶、蠅等。這類動(dòng)物約占自然界所有動(dòng)物種類的85%，而在這一類動(dòng)物中，蜂、蝶、蠅等昆蟲(chóng)的種類又最多，約占節(jié)肢動(dòng)物的94%，占所有動(dòng)物種類的80%以上。

昆蟲(chóng)的眼睛是別具一格的。這些動(dòng)物一般長(zhǎng)有2到5只眼睛，其中1至3只眼睛很小，是一種簡(jiǎn)單的單眼，這種眼睛只能感覺(jué)光的強(qiáng)弱。另外兩只眼睛很大，是這些動(dòng)物的主要視覺(jué)器官，叫做“復(fù)眼”。復(fù)眼的構(gòu)造十分精巧，是由幾十、幾百乃至二、三萬(wàn)只“小眼”緊密排列組成的。例如，蒼蠅的一只復(fù)眼約有三千多只小眼，而蜻蜓的一只復(fù)眼便有兩萬(wàn)多只小眼。每只小眼都自成體系，是一個(gè)獨(dú)立的視覺(jué)單元，構(gòu)造很是精致。每只小眼都有由角膜晶體和晶錐構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)，有幾個(gè)到十幾個(gè)視覺(jué)細(xì)胞。還有把視網(wǎng)膜與腦的視覺(jué)中樞巧妙地連接起來(lái)的視神經(jīng)。

以人眼為代表的脊椎動(dòng)物和一些軟體動(dòng)物的眼睛，主要由角膜、虹膜、晶狀體、視網(wǎng)膜、視神經(jīng)和眼球壁構(gòu)成。從成像這一環(huán)節(jié)上來(lái)看，和照相機(jī)很相象，因此稱為“照相機(jī)眼”。

生理學(xué)家們認(rèn)為，照相機(jī)眼和復(fù)眼是在進(jìn)化過(guò)程中高度發(fā)展形成的兩大類眼晴，它們都能很好地適應(yīng)于各自的生活習(xí)性。照相機(jī)眼具有很高的空間分辨本領(lǐng)，能夠看清空間物體的細(xì)節(jié)，識(shí)別多種圖象和模式。這類眼睛的調(diào)節(jié)能力一般都很強(qiáng)，既能看清遠(yuǎn)處的物體，也能看清近處的物體，對(duì)光的強(qiáng)弱有著驚人的適應(yīng)能力。復(fù)眼空間分辨本領(lǐng)較差，焦距不能調(diào)節(jié)，只能看近處的東西。但這類眼睛卻有很好的時(shí)間分辨本領(lǐng)，人眼要用0.05秒鐘的時(shí)間才能看清楚物體的輪廓，而復(fù)眼只要0.01秒鐘就可以了。科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，復(fù)眼本身是一個(gè)很好的速度計(jì)，能夠隨時(shí)確定自身飛行時(shí)的相對(duì)速度。復(fù)眼的這些視覺(jué)特點(diǎn)，對(duì)于在空中快速飛行的昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，是必不可少的。許多快速飛行的昆蟲(chóng)具有很好的定向能力，就使它們有了高超的跟蹤本領(lǐng)。蜜蜂、螞蟻等昆蟲(chóng)和一些甲殼類動(dòng)物、頭足類動(dòng)物，它們的復(fù)眼具有一種察覺(jué)和檢測(cè)天空偏振光的能力，可以利用天空的偏振光圖景確定太陽(yáng)方位。許多動(dòng)物的復(fù)眼除了能夠看到可見(jiàn)光之外，還能看到紫外光，這是人和其他脊椎動(dòng)物的眼睛所不及的。(未完待續(xù))

(北京柯樸摘自《知識(shí)就是力量》1981年第5期)

(插圖:劉洛平)