人类和其他所有脊椎动物可能共享一个令人惊讶的奇怪祖先：一种小生物，其单眼位于头顶中央。来自林德大学和萨塞克斯大学的最新研究提出，脊椎动物的最早祖先在近6亿年前经历了类似独眼巨人的阶段。研究人员表示，这种动物的中央眼最终促进了今天脊椎动物所使用的成对眼的发育。更为显著的是，这种古老视觉系统的一部分可能仍然在现代大脑中作为松果体存活，这是一个帮助调节睡眠的器官。林德大学感官生物学名誉教授丹-埃·尼尔森表示：“结果令人惊讶。它们颠覆了我们对眼睛和大脑演化的理解。” 一个微小的独眼祖先 研究人员描述的这个遥远的祖先是一种小生物，身体类似于蠕虫。它在近6亿年前生活在海洋里，生命的大部分时间都待在一个地方，从周围的海水中过滤浮游生物作为食物。在其演化历史的早期，这种生物似乎拥有两只眼睛，或至少是两组能够检测光的细胞。在动物王国中，成对眼的存在是很常见的，因为它们帮助移动的动物判断方向、距离和周围物体的位置。丹-埃·尼尔森说：“我们不知道在我们这个进化树的分支中，成对眼究竟是单纯的光敏细胞还是简单的成像眼。我们只知道该生物后来失去了它们。”由于这种生物采用了如此静止和安静的生活方式，它不再严重依赖成对视觉。经过许多代的演变，这些眼睛逐渐消失，因为它们几乎没有优势。但该动物确实保留了一簇可以感知光的细胞，这些细胞在其头部中间发展成一个原始的中央眼，也称为中间眼。这个简单的器官可能没有产生详细的图像。相反，它可能帮助动物区分昼夜并确定上方的方向，这在海洋生存中都是非常有用的。 成对眼是如何重新出现的 数百万年后，这种动物的后代又开始积极游动。移动的生活方式重新产生了对视觉的需求，尤其是检测食物、障碍物、捕食者和移动方向的能力。研究人员推断，原始中间眼的部分在进化过程中被重新利用。这个中央视觉结构逐渐发展出一对能够形成图像的新眼睛。这一独特的过程可能解释了脊椎动物的眼睛为何与许多其他动物的眼睛构造差异如此之大。丹-埃·尼尔森说：“现在我们终于明白，脊椎动物的眼睛为何与其他动物群体（如昆虫和鱿鱼）的眼睛有如此根本的区别。我们眼睛的薄膜——视网膜——是由大脑发展而来的，而昆虫和鱿鱼的眼睛则源于头部两侧的皮肤。”视网膜是衬托眼睛后面的薄组织层。它含有检测光并将其转化为电信号的细胞，这些信号随后被发送到大脑并组装成我们所看到的图像。在脊椎动物中，视网膜与大脑密切相关，因为它在进化过程中源自大脑组织。而相比之下，昆虫和鱿鱼的眼睛则是通过不同的进化路径，由头部表面的组织演变而来的。 眼睛演化的奇怪绕道 研究人员将脊椎动物的眼睛描述为一种不寻常的进化绕道的产物。一个祖先在几乎不活动后首先失去了成对眼，保留了一个简单的中央眼，并后来利用这个结构的部分构建了一个新的、更先进的视觉系统。他们的结论基于对不同动物群体中光检测细胞的广泛比较。研究团队检查了这些细胞在身体中的出现位置，它们的功能，以及它们如何与其他组织和神经连接。这些证据表明，脊椎动物的眼睛是通过这一特定的变化序列出现的，而非源于产生昆虫、鱿鱼和其他动物眼睛的相同结构。丹-埃·尼尔森补充道：“我们第一次理解了分析我们视网膜中图像的神经回路的起源。”神经回路是处理信息的相互连接的神经细胞网络。在视网膜中，这些回路在图像到达大脑之前就开始组织视觉信号，帮助识别亮度、对比度、运动和形状等特征。 古老的眼睛仍在大脑中 这一理论中最令人惊讶的部分可能是古老的中间眼从未完全消失。研究人员认为，它的进化遗骸今天以松果体的形式存活，这是一个位于脊椎动物大脑深处的小器官。