生物學(xué)家爭(zhēng)論了幾十年都無(wú)法確定,,分屬脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物的兩種基本的眼睛結(jié)構(gòu),是各自獨(dú)立地進(jìn)化出來(lái)的還是源于共同的祖先。目前的最新資料顯示,,一種海蟲(chóng)的眼睛和人眼之間存在意想不到的相似之處,很可能有共同的進(jìn)化源頭,。
雖然各種動(dòng)物的眼睛在尺寸和形狀上的差別簡(jiǎn)直令人難以置信,,它們實(shí)際上卻只歸屬于兩個(gè)基本的類(lèi)型,??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),,脊椎動(dòng)物的感光細(xì)胞以視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞為代表,這和無(wú)脊椎動(dòng)物的眼睛細(xì)胞完全不同,。同時(shí),雖然兩種眼睛在“工作”時(shí)都用到一系列叫作視蛋白的感光色素,,它們的氨基酸結(jié)構(gòu)卻并不相同。一些科學(xué)家堅(jiān)持認(rèn)為,,雖然現(xiàn)代動(dòng)物的眼睛存在這樣截然不同的差別,但它們還是只有一個(gè)共同的進(jìn)化源頭,;另外一些科學(xué)家認(rèn)為,,至少無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的眼睛是源于不同的祖先,。
歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室位于德國(guó)海德?tīng)柋?,在這里工作的進(jìn)化生物學(xué)家Detlev Arendt和Joachim Wittbrodt最近也加入了這場(chǎng)“眼睛起源之爭(zhēng)”。之前Arendt發(fā)現(xiàn),,一種5億年來(lái)都沒(méi)有多少改變的海生動(dòng)物沙蠶的腦部,,存在一種類(lèi)似脊椎動(dòng)物的感光細(xì)胞。隨后他和同事一起,,致力于尋找可以說(shuō)明這些細(xì)胞起源和功能的遺傳基因和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),。
Arendt和Wittbrodt的這項(xiàng)研究顯示,,沙蠶腦部的感光細(xì)胞有一種幾乎和人類(lèi)完全一樣的視蛋白色素。他們還發(fā)現(xiàn)了一些只存在于沙蠶腦部,、而并不存在于沙蠶眼睛中的視網(wǎng)膜同源盒蛋白質(zhì),。這一研究發(fā)表在10月29日出版的《科學(xué)》雜志上,也是首次在無(wú)脊椎動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)脊椎動(dòng)物初生視網(wǎng)膜發(fā)育的關(guān)鍵物質(zhì),。
這一發(fā)現(xiàn)顯示,,很早以前的某些動(dòng)物同時(shí)擁有脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物視覺(jué)系統(tǒng)的一些結(jié)構(gòu),,它們還通過(guò)一系列的步驟,,將一些無(wú)脊椎動(dòng)物腦部的感光細(xì)胞轉(zhuǎn)化成了脊椎動(dòng)物的眼睛,。Arendt和Wittbrodt據(jù)此認(rèn)為,,通過(guò)其祖先在漫長(zhǎng)歲月中的不斷進(jìn)化,最后很可能出現(xiàn)了一種名叫Urbilateria的動(dòng)物,,作為脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物的共同祖先,,它的體內(nèi)同時(shí)存在目前常見(jiàn)的兩種視覺(jué)系統(tǒng),。它使動(dòng)物形成了根據(jù)光線安排作息的“生物鐘”機(jī)制,同時(shí)促使它們進(jìn)化出原始的眼睛,。Wittbrodt說(shuō):“我們認(rèn)為兩個(gè)系列的感光細(xì)胞,,可以回溯到一種細(xì)胞類(lèi)型,。”
這一結(jié)論實(shí)際上已將脊椎和無(wú)脊椎動(dòng)物的感光細(xì)胞和視蛋白歸于同一源頭,。法國(guó)蒙彼利埃大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家Alain Ghysen說(shuō):“在我們的共同祖先那里,視覺(jué)接受器的形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)的類(lèi)型,,都已經(jīng)被‘調(diào)置’好了,。”但科學(xué)家知道,“眼睛一源論”到底能否成立,,畢竟還需要進(jìn)一步的討論,。