4億年前，一雙大眼讓魚兒爬上了岸

知識 03-11

在西北大學和克萊蒙特·麥肯納學院共同完成的一項研究中，傳統的「遠古水生動物長出四肢，是上岸進化成陸生動物的原動力」的觀點被推翻，提出了「類似鱷魚的水生動物能看見岸上容易捕獲的獵物，然後再長出四肢上岸捕食」的新觀點。

水生祖先的眼睛在上岸以前——而不是以後——就增大了足足兩倍。除了體積變大，眼睛的位置也從頭的兩側轉移到了頂部，水中的動物因此擁有了觀察水上環境的能力。這種變化最終可能導致早期陸生脊椎動物腦體積增大，使它們有事先制定計劃的能力，而不是像魚那樣只能對刺激作出反應。

4億年前，一雙大眼讓魚兒爬上了岸
3D模擬提塔利克魚的視覺範圍，這是一種介於魚類和兩棲類的化石物種(Malcolm MacIver, Northwestern University)

Maclcolm A. MacIver 和 Lars Schmitz 研究了59個化石樣本，涵蓋了上岸前/中/後三個時期。他們用計算機模擬了動物的各種視覺環境(白天的清澈/渾濁的水體；白天/黑夜的水面以上)，發現眼球體積的增大只能改善水上視力。他們測量了每具頭骨的眼眶和頭長，確定了動物眼睛和身體的大小，發現動物們上岸前的平均眼框直徑從13mm增大到了36mm。「這個豐眼過程持續了一千二百萬年，這個時長讓我們很驚訝。」(不知道是太長還是太短了？)

光是能探出水面的眼睛，就使小魚兒在空氣中看到的距離比水中遠了70倍；三倍的眼球體積更把它們能看到的空間放大了百萬倍。這種變化比最早的完全陸生生物早了幾百萬年。

「濃眉大眼在水裡幾乎沒用，因為魚的視野僅僅局限於它們的正前方，但是在空氣中的大眼睛則是很寶貴的。在進化過程中，升級出一雙大眼的代價是很高的，需要消耗許多能量。有利益才會有進化，而我們猜想「能夠看到陸上獵物」就是這次進化的利益所在。」

「我們的理論假設，這種視覺能力的增強讓水生祖先看到了陸地上的滿漢全席：千足蟲、蜈蚣、蜘蛛等等，驅動它們的鰭進化成四肢」(無脊椎動物的上岸比脊椎動物早了5千萬年)

有先人上岸，也有後人下海。在那些從岸上重新回到水中全天候生活的動物中，它們的眼睛也縮小到普通魚類的水平。

早期有肢動物的這種水上視力可能會讓它們進化出更複雜的思維能力，不再受限於因水下視野受限而必須的本能反應。最終，這種進化產生了我們人類的提前計劃能力：衡量未來的各種可能性，做出策略性的選擇。

最後是兩位科學家製作的科普小視頻

[VC via eurekalert]

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