3.85億年前，視覺進化引導遠古海洋生物爬上岸

一項由西北大學和克萊蒙學院聯盟聯合進行的研究表示，引導遠古海洋生物上岸的不是肢體的進化，而是眼睛。遠古的海洋動物首先看到了岸上的食物，之後才逐漸進化出可以爬行上岸的肢體。

此項研究是由西北大學的神經科學家以及工程系教授Malcolm A. MacIver和克萊蒙學院聯盟的進化生物學以及古生物學家Lars Schmitz聯合進行的。

他們從化石中發現，在遠古海洋生物上岸之前，其眼睛的體積變大了三倍。在此同時，這些生物眼睛的位置也逐漸移從腦袋兩側動到了腦袋之上。由於其嶄新的眼睛可以穿透水面，在空氣中得到更廣闊的視野，這些早期的脊椎動物逐漸進化出了更發達的大腦。更發達的大腦意味著，與魚類只會對外界做出反應不同，它們學會了如何去計劃自己的行動。

「我們為什麼在3.85億年前踏上岸？我們是第一個認為這與視覺有關的研究組」，西北大學生物醫學工程和機械工程教授MacIver對此說道。「我們發現，在脊椎動物上岸之前，它們的視覺能力得到了巨大的提升。我們認為，由於在岸上看到了大量可以輕鬆獲得的食物，比如蜈蚣和蜘蛛等昆蟲，生存的壓力逐漸使它們的鰭進化為肢體。」

無脊椎動物上岸的時間比人類遠祖的脊椎動物早5000萬年。

不要小瞧眼睛進化的效果。在空氣中，魚類的視線要比在水下遠70倍。而體積大三倍則帶來了100萬倍的視域。這一切比真正的陸上動物出現要早數百萬年。

「在水下，大眼睛基本上沒有任何用處，因為它們只能看清楚眼前的東西」，克萊蒙學院聯盟的生物副教授Schmitz說道。「但是在空氣中，大眼睛就非常珍貴了。在進化的過程中，任何改變往往都是取捨。增大眼睛到底值不值它所帶來的能量消耗？這樣進化的目的是什麼？我們認為，這裡的取捨是為了能看到陸地上的獵物」。

擴大的視覺意味著早期的有肢體動物不再是水底下的「睜眼瞎」。而更發達的視覺令它們不再需要在瞬間作出反應。它們便慢慢地進化出更為複雜的思維繫統，一直到人類所擁有的前瞻性思維：可以根據未來而優擇現在。

MacIver和Schmitz一共對59種跨域上岸前，上岸期，和上岸後的化石進行了研究。他們對這些動物的環境，比如白天清澈或渾濁的水，或者水面上的白天與黑夜進行了電腦模擬。結果顯示，眼睛的增大只有在空氣里才會有用。

通過對各種化石眼眶的測量，他們發現上岸前動物眼睛的平均大小為13毫米，而上岸期動物的眼睛則為36毫米。「眼睛擴大3倍總共花了1200年」，MacIver說道，「這就是進化的速度，人類難以想像」。

作為反向的例子，MacIver和Schmitz還發現，在脊椎動物上岸後，曾有一目動物重返水下生活。而這目動物的眼睛逐漸變得與魚類一樣小。

最終，遠古海洋生物追隨著嶄新的視覺所提供的食物信息爬上了陸地。

註：此項名為「Massive Increase in VisualRange Preceded the Origin of Terrestrial Vertebrates」的研究已在3月7日的《美國國家科學院院刊》中發表。

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