丢失在洞穴深处的眼睛

http://www.thebeijingnews.com 来源:新京报
 
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在正常环境中长大的墨西哥灯鱼对其他感官并没有太高的要求。而它们生长在洞穴里的同类（图）却并非如此，所以后者逐渐失明了。

一说到“洞穴生物”，大多数人都会联想到“瞎”这个字。确实，很多洞穴生物在千万年的时间里在洞中与世隔绝，它们几乎全都失去了双眼。“这有什么奇怪的！”你可能会说，“洞穴里没有光，眼睛退化了呗！”但真相就是如此吗？

这个论调属于早已在很大程度上被证伪的拉马克“用进废退”学说。拿课堂上的经典例子来说，拉马克认为，长颈鹿为了吃到树梢上的叶子，把脖子越扯越长。当后代遗传了父母扯出来的长脖子，就有了长颈鹿。按照这个理论，洞穴生物不需要用眼睛，视力萎缩。洞穴生物的后代遗传了父母萎缩的视力，故而变成了瞎子。可惜，在绝大多数情况下，这类后天获得的长脖子和弱视力并不会改变生物体内生殖细胞里的基因构成，根本无法遗传给后代。

1859年，达尔文提出了一种全新的看法：遗传物质决定了长颈鹿脖子的长短，长脖子在食物短缺的情况下生存优势明显，有更大的机会把自己的遗传物质传递下去。渐渐地，高个子的基因在种群中越来越盛行。洞穴生物也是如此。在食物稀少、条件恶劣的洞穴中，几乎所有的真洞穴生物都发展出格外灵敏的感觉系统。以盲鱼为例，发达的侧线器官使它们能感受到水流最微小的变化，强有力的下巴和头前部发达的化学感受器提高了它们捕食的能力。

但这并不能说明真洞穴生物失明的问题：在黑暗里，眼睛也没有什么坏处，不长眼睛也没有什么好处。有眼睛的鱼怎么可能变成“弱者”被淘汰掉呢？达尔文也很困惑：“既然很难想象拥有眼睛———哪怕是没有用的眼睛———会以任何方式损害动物在黑暗里的生存机会，我只能把眼睛的退化归咎于它们的无用。”

达尔文的困惑并没有阻止后来的科学家继续研究盲鱼。他们以墨西哥灯鱼为研究对象。它们中的绝大多数一直留在地表河流湖泊中，长着大大的鱼眼。另一部分却侵入洞穴，成了盲鱼。通过对这两种灯鱼的观察，科学家们发现，在胚胎发育的前20个小时，它们的眼睛发育几乎完全同步，都会长出眼睛的早期结构———视杯和晶体。但随后，它们就分道扬镳了。

地面灯鱼的眼睛进一步分化发育，而洞穴灯鱼的眼睛里也能不断产生新细胞，可细胞会很快萎缩消亡，最终眼睛完全消失。有趣的是，如果把胚胎时期的洞穴灯鱼和地面灯鱼的晶体互相移植到对方的眼窝里，洞穴灯鱼将长出又圆又大的眼睛，而地面灯鱼的眼睛却消失了。这个奇妙的实验结果，不但暗示了晶体组织在眼睛发育方面的重要作用，更说明，洞穴灯鱼仍然具有长出眼睛的潜力。

后来，科学家发现了一种特殊的基因Hedgehog（Hh）。它在盲鱼体内的表达比在普通领域内更高。而这种基因的作用之一，是抑制眼睛的发展。为什么一种抑制眼睛发展的基因在盲鱼体内大行其道？原来，它能对从四肢、骨骼到味蕾等多种器官的发育起到促进的作用———高水平的Hh也许可以让动物产生更多的味蕾，长出强大的下颚。而发达的运动、感觉和进食器官对盲鱼在黑暗而食物贫瘠的洞穴里生存至关重要！杰弗里教授推测，这些鱼类在面临洞穴里严酷的自然选择的时候，那些具有较高水平Hh的鱼类生存了下来。久而久之，它们获取了洞穴里高明的生存手段，却丧失了不再重要的视力。这么看来，损失眼睛，是在获取其他发达器官的进化过程中无可奈何的牺牲。而整个盲鱼失明背后，居然埋藏了这样一个经典的达尔文进化论。这可是100多年前，达尔文自己也想不到的事情。

□seren（美国 神经科学博士生）