演化論:人類的眼睛為什麼長在前面?

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如果你逛動物園的時候仔細觀察一下,或許會發現多數動物都可以歸為兩類。有一類的眼睛長在兩側,包括雞、牛、馬、斑馬;還有一類的眼睛長在前面,包括猴子、老虎、貓頭鷹和狼。所有參觀動物園的人顯然都屬於後一類。為什麼會出現這種差異呢?

眼睛長在什麼位置是「權衡再三」的結果。隨著兩隻眼睛逐漸向前方靠攏,它們的視野將會逐步重疊。由於兩隻眼睛面對相同的場景時,向大腦發送的視覺信號略有差異,所以重疊之後便會讓你感受到視野的深度。眼睛長在兩側的動物或許並沒有這種完善的深度知覺,但它們的視角卻很廣。

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Image caption 有些龜類的眼睛雖然長在兩側,但它們處理視覺信息時,卻好像自己的眼睛長在前面一樣(圖片來源:Thinkstock)

不同動物的眼睛之所以位於現在的位置,原因也各不相同。例如,有些龜類的眼睛雖然長在兩側,但它們處理視覺信息時卻好像自己的眼睛長在前面一樣——或許是因為當它們把頭縮進龜殼後,眼睛就只能接收前面的光線。但人類所屬的靈長動物的眼睛為什麼進化到了前面?科學家給出了很多觀點。

1922年,英國眼科醫生愛德華·特蕾切·考林斯(Edward Treacher Collins)寫道,早期的靈長動物需要通過視覺「在不同的樹枝之間精確地蕩來蕩去……還要用雙手抓住食物,並將其送入口中。」隨著我們的靈長類祖先進入樹林來躲避捕食者,他們需要在樹枝之間靈活移動,並用雙手迅速抓到逃離的獵物,這便需要進化出一種具備良好深度知覺的視覺系統。

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Image caption 雞的眼睛很像廣角鏡,有利於發現捕食者(圖片來源:Thinkstock)

科林斯的觀點被稱作「樹棲運動假說」。數十年來,這番理論已經得到了擴展和提煉,但其核心觀點並未改變:我們的祖先之所以進化成兩隻眼睛長在前面,是為了在樹木之間跳躍時精確判斷距離。畢竟,在樹木之間跳躍時半途摔下的風險極高。「一旦失敗,就會從好幾米的空中摔到棲息著食肉野獸的地上。」視覺精神治療師克里斯多夫·泰勒(Christopher Tyler)1991年說。

科林斯這番假說的破綻在於,很多樹棲動物的眼睛都位於頭部兩側——例如,松鼠就是其中之一。所以,生物人類學家麥特·卡特米爾(Matt Cartmill)於2005年提出了另外一個觀點:「視覺捕食假說」。他認為,捕食者可以通過良好的深度知覺獲益。這可以幫助它們更好地定位物體,更高效地捕食獵物:無論是追蹤羚羊的美洲豹,還是抓捕兔子的猛禽,均是如此。卡特米爾認為他的這番理論最貼近實際,因為這也能解釋靈長動物在進化過程中的其他獨特變化。例如,早期的靈長動物捕食時依靠的是視覺,而非嗅覺。卡特米爾認為,嗅覺靈敏度降低是眼睛距離拉近所產生的一個副作用,原因很簡單——由於受到眼睛的擠壓,鼻子的空間,以及鼻子與大腦之間的連接都被壓縮。

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Image caption 像美洲豹這樣的捕食動物可以借助位於面部前方的雙眼更好地辨識獵物(圖片來源:Thinkstock)

神經生物學家約翰·奧爾曼(John Allman)採納了卡特米爾的假說,並對其進行了擴展,把重點轉移到夜食動物身上。畢竟,並非所有捕食動物的眼睛都長在前面。貓、靈長動物和貓頭鷹的眼睛位於前方,貓鼬、樹鼩和知更鳥卻並非如此。奧爾曼的貢獻在於,他認為眼睛長在前面對貓頭鷹和貓等夜間捕食的動物有利,因為這種結構能比長在兩側的眼睛獲取更多的光線。巧合的是,早期的靈長動物也是夜間捕食者。或許正是因為這種生活習性,才讓它們將朝向前方的眼睛遺傳給了後代,其中也包括我們人類。

理論神經生物學家馬克·尚依茲(Mark Changizi)還有另外一種觀點。2008年,他在《理論生物學期刊》上提出了「X射線視覺假說」。簡而言之,他認為長在前面的眼睛讓人類的祖先可以看穿它們棲息地周圍茂密的樹葉和樹枝。他之所以給自己的假說起了這樣一個引人入勝的名字,源自一個有趣的現象。「當你把手指垂直地放在眼前,然後雙眼盯著遠處的某個東西時,」他寫道,「你會發現兩隻眼睛看到的手指變成了透明的。」因此,我們擁有「看穿」手指的能力,就像是具備X射線一樣的視覺。

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Image caption 眼睛長在前面讓人類的祖先可以看穿它們棲息地周圍茂密的樹葉和樹枝(圖片來源:Getty)

這個問題是叢林裏的大型動物所獨有的,靈長動物便是其中之一。松鼠等體型較小的動物不太會受到類似問題的困擾,因為它們的頭部很小,足以透過樹枝和樹葉的縫隙觀察周圍的動態。生活在叢林以外的大型動物只需要長在兩側的眼睛即可有效地觀察周圍的環境。

所以,我們至今仍然沒有完全解決人類的眼睛為什麼長在前面這個問題。每一種假說都有各自的優勢和劣勢。然而,無論我們的眼睛長在前面是為了攀爬跳躍、追逐獵物還是看穿樹葉,至少有一件事情是確定的:它都源自於樹上的生活。

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(責編:友義)

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