三叶虫能看到不一样的世界，科学家揭开复眼之谜，复眼犹如计算机

见青黄 2020-08-22

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眼睛是形成视觉最重要的器官，几乎所有动物都拥有这样的器官，大至蓝鲸的眼睛，小至昆虫的眼睛，都是它们获得外界环境信息的重要渠道。但如果说哪一类动物的眼睛最为独特，那应该就是昆虫的复眼了。从表面上看昆虫拥有一对与面部不成比例的大眼睛，放大了看我们会发现这双大眼睛是由密密麻麻的“小眼睛”组成。

长期以来科学家们想探索昆虫的复眼结构是如何起源的，是什么时候出现的。根据报道，一篇发表在《科学报告》上的研究论文似乎找到了这些问题的答案。来自德国的科学家通过数字显微技术对古老生物三叶虫的眼睛进行透析检测，结果发现它的眼睛结构与如今的复眼一模一样，这样的发现能说明复眼是从三叶虫身上开始起源的吗？

三叶虫是一种什么样的古生物？

在了解该研究之前，我们需要对三叶虫这种古生物有所了解。根据考古研究发现，三叶虫是生活在距今5.6亿年前的寒武纪节肢动物，它的出现就是“寒武纪大爆发”的杰作。作为最早的节肢动物之一，三叶虫的身体结构十分清晰，整体分为头部、胸部和尾部。由于它的背部的甲壳纵向分布如同三片叶子，因此被古生物学家称为“三叶虫”。

在古生物学界中，三叶虫是最具代表性的生物之一，它具有极高的研究价值。首先这是因为它具有极为顽强的生命力，在地球历史上出现了3亿多年，而恐龙存在的历史也只有一亿多年。其次，科学研究发现三叶虫在演化过程中存在着十分繁复的过程，这能够为科学家研究生命演化提供重要的线索和方向。

在此次研究中，科研人员发现了什么？

提出此次新发现的科研人员是来自德国科隆大学的布莱基特·舒尔内曼和尤安·卡拉克森，这两位研究人员在接触到一块于1846年在捷克发现的三叶虫化石后，想到了利用数字显微技术来对该化石进行研究分析。数字显微技术是该行业最新的技术，它能够将化石中极细微的结构放大，从而为研究人员提供获得新发现的机会。

研究人员看到该化石时发现三叶虫的前头存在两只凸起的椭圆眼睛，但其中有一只眼睛已经破损了。通过数字显微技术的深入研究之后，他们发现三叶虫的眼睛结构和现代昆虫的复眼结构几乎一模一样。其中三叶虫的眼睛中存在诸多“小眼睛”，这些直径只有35微米的视觉单位聚集了主要的感光细胞。

三叶虫的视觉形成原理与计算机图像形成原理相似

不仅如此，研究人员还发现每个“小眼睛”之间都存在着色素屏障，该屏障让每个小单元形成的视觉无法直接相连接，而是单独呈现出来。当所有“小眼睛”都将自己所接收到的视觉信号都呈现出来，放大了看就像是一幅打上马赛克的图片，缩小了和正常图像没有什么区别。这与计算机的图像成像原理很相似，我们在屏幕上所看到的图片也是由一个个小图像组成。

一直以来，研究人员无法从古生物中寻找与复眼相关的线索，直到德国科隆大学的研究人员发现三叶虫的眼睛中存在和复眼类似的结构，这才让复眼的起源出现了线索。从形态上看，三叶虫的眼睛和现在的复眼还存在一定的差异，但是两者的结构是相同的，这可能说明复眼结构起源于三叶虫的眼睛结构，或者说三叶虫的眼睛功能传递给了复眼结构。