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科学家发现有些动物没有眼睛也能“看见”东西 2017-08-16 我们人类是一种视觉生物。我们这些被赋予正常视力的人，通常都认为眼睛对于如何体验这个世界是至关重要的。 视觉是光感的一种高级形式，即光感应。但我们也会在日常生活中体验到其它更基本的光感。例如，我们都知道，太阳温暖的光线照射到皮肤上时我们会感受到喜悦，在这种情况下，热就代替了光，因此眼睛和其它特殊的感光细胞并不是必要的。 但近几十年来，科学家们已经发现，包括人类在内的许多动物都有专门的光检测分子，而且它们位于眼睛之外的意想不到的地方。这些“眼外光感受器”通常存在于中枢神经系统或皮肤，但也经常出现在内部器官中。这些光感分子在眼睛以外的地方干啥呢？ 视觉依赖于探测光线 动物身上用来识别的所有视觉细胞都能通过一个名为视蛋白的蛋白质家族来检测光。这些蛋白质从维生素A中获取一种光敏分子，当它们暴露在光线下时，它会改变结构。相应的，视蛋白也会改变它自己的形状，并在光感受器细胞中打开信号通路，最终向大脑发出光已经被检测到的信息。 在脊椎动物中，探测光线的细胞形状像杆状或锥状，因此常以此来命名。 科学家们一直认为，杆状和锥状体几乎是哺乳动物视觉的主要依靠。因此，当David Berson在布朗大学发布了一组老鼠视网膜对光线的反应的研究后，业内人士都大吃一惊。 更奇怪的是，许多实验室的发现表明，这些细胞中含有一种叫做“黑色素”的新蛋白，这些蛋白似乎不参与有意识的视觉。 我们很难将这些蛋白质称之为眼外眼，因为它们就在眼睛里。相反，它们通常被称为“非视觉”光感受器。 所以现在我们知道在很多动物身上都有非视觉的光感受器。我们还能在哪里找到它们呢？ 不是在眼睛里搜寻光感受器 一般来说，识别一种潜在的眼外光感受器就意味着要寻找能检测光的蛋白质，即视蛋白。研究人员将细胞暴露在光线下，搜索电信号变化或者寻找动物活动的变化。 科学家们发现，眼睛以外最常见的光感受器位于中枢神经系统。 在头足类动物身上都能普遍发现黑色、棕色或色彩鲜艳的斑点，如：章鱼、鱿鱼和墨鱼。动物控制它们的颜色或图案有几个原因，最常见的是伪装（与背景颜色和图案相匹配），其次是产生明亮的、突出的攻击或吸引配偶的信号。 令人惊讶的是，除了视蛋白之外，还有第二种光敏分子，但它从未用于视觉（据我们所知）。它们出现在一些神经结构中，比如一些昆虫的大脑或触角，甚至是鸟类的视网膜。我们称之为隐色素，这种分子最初是在植物中发现的，它们控制着植物的生长和每年的生殖变化。 为什么在眼睛外面也能探测光线? 既然我们知道这些光感受器遍布于动物的体内，那么它们究竟在做什么呢？显然，它们的功能取决于它们的位置。 典型的功能包括日常的苏醒，体温等。除此之外还包括维持正常生理周期的生物钟，以及导致时差反应的不适。这些探测器对于眼睛瞳孔的打开和关闭也很重要，它们有助于调节不同的光线水平。而像鱼或章鱼的皮肤光感受器经常是用于控制颜色和图案的变化。 在一些动物中，这些光感受器有一个相当不同、相当惊人的任务——提供磁感，即探测地球磁场的能力。 人类也有非视觉的光感受器能力 由于在哺乳动物视网膜中发现了光敏感的视网膜细胞和视锥细胞，那么同理可得，人类也必须使用这种非视觉路径来控制行为和功能。 即使是在功能失明的人身上，瞳孔大小也会随着光线的变化而变化。在2007年发表的一项英美联合研究发现，由于遗传疾病而失去所有杆状和锥体的患者，他们的瞳孔仍然具有反射性。当显示蓝色的光时，一个病人甚至可以反馈他对“亮度”的感觉。 最后，研究人员还发现老鼠的血管中含有黑色素，这便是视网膜非视觉感光性的视蛋白。这种光敏感的蛋白质可以调节血管的收缩和松弛。因此这便能解释人们早晨心脏病发作概率增大的原因，也许是与当时的血压变化有关。 我们都知道，在动物的生命中，非视觉光检测无处不在，意义重大。未来的研究将继续解开它对人类健康和幸福的影响。 |
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