动物的视锥细胞是怎么进化出来的？当“看见”的时候之伟大的转化三，野驴
2007-05-30 13:11:51
标签： 科学 科普 野驴 当看见的时候 分类： 科普-《新发现》
携有新视色素分子的光感受器细胞，与古老的视杆有很大区别。首先当然是最佳吸收波长的不同，这由动物们的生存环境和生存方式所决定
然后是形状，视杆含有视色素分子的那部分像一根尺子，长长方方，而新出现的品种更像是一把梳子，并且越靠近顶端越窄，形成锥子的模样，所以我们将其称为视锥
之所以会有这种形状上的差异，可能是因为视锥的视循环途径与视杆不同，视杆要依赖它们头顶上的细胞，而视锥更倾向于与旁边的互通往来，形成缺口显然更有利于交流
这样做并不是要独树一帜，别忘了视锥是为了适应新环境才出现的，海面和陆地上比海底亮得多。而想要在强光下持续工作，视色素的再生能力就必需大大提高，需求是进化的动力，新的视循环途径因此应运而生，其效率比旧的提高了20倍
眼中的世界开始变得丰富多彩，人三种视锥视循环的平衡点在正常日光强度下，这让我们能够在风和日丽的午后惬意地欣赏到红花绿叶。新的世界需要新的装备，不过老古董视杆并没有被抛弃，它们依旧在黑暗中辛勤工作，而且无法替代。事实上，视网膜并不是在视锥出现以后才开始形成的，搭建工作沿着横向、纵向同时展开，效率是生存的重要保障
动物们对世界有着不同的选择，并不是都渴望看到五颜六色，比如那些向深海扩张地盘的生物，连眼睛都基本退化了。而即便是登上陆地的动物，也未必就一定色觉发达
人类的朋友狗和猫都只有两种视锥，所以它们眼中的世界是一片灰蒙蒙中掺杂着些许蓝、绿、黄色，导盲犬之所以能区分红绿灯，是依靠亮度的差别
而我们的灵长类兄弟夜猴甚至只需要视杆就够了，因为它们名副其实地只在夜里活动。当然也有痴迷于色彩的动物，比如鸟类一般都有四种视锥，除了贯常的蓝、绿、红三种外，还有一种能吸收紫外线，其眼中景象是我们无法理解的
其实所谓的可见光是以人类的标准制定的，如果以鸟类作为参考的话，范围就要更大一些，还包括我们想象不到、莫可名状的那部分
我们能看到的颜色虽然不是最多，但也算五彩斑斓了。当然，有色视觉最初进化出来，肯定不是为了欣赏自然美景和绘画艺术，很可能只是方便在绿色的枝叶中发现红色的果实。人是社会性极强的动物，在解决温饱问题后，还要对人际关系进行梳理，这时候就需要一些非凡的本领了，比如看对方的“脸色”
为了及时从他人涨红的面孔中获取愤怒的信息，我们的色觉能力进一步被强化，最终便形成现在这个样子：一个最佳吸收波长在420纳米处（紫色），可能是早期进化而来；另两个均在550纳米左右（黄绿色），出自看“脸色”的需要。根据物理上能够解释颜色合成的三原色原理，它们又被分别命名为：蓝锥、绿锥、红锥
令人惊奇的是，这三种视锥的比例在不同个体间差异很大，尤其是后两者，有可能一个人红绿锥的数量差不多，而另一个人却相差了十多倍。看来颜色视觉远远不仅是视锥和视网膜的事，因为每个人搭出的积木都不尽相同，而眼中的景象却大同小异
其实所谓颜色知觉，本质上是一种主观心理感受，不同波长光线通过视觉系统使我们得到不同的感知，我们因此将它们定义为不同的颜色。在这个过程中，大脑起到了决定性作用，但具体机制还不甚明了
而既然是主观感受，就不会完全相同，所以尽管最初都始于光感受器细胞对光线的吸收，但你我看到的世界不可能丝毫不差。大脑是一个富有弹性的平衡装置，让我们对眼中景象的感知大同小异，但不会一摸一样
参考文献：
-
Mata NL, Radu RA, Clemmons RC, Travis GH. Isomerization and oxidation of vitamin a in cone-dominant retinas: a novel pathway for visual-pigment regeneration in daylight[J]. Neuron. 2002 Sep 26;36(1):69-80.
-
Hofer H, Carroll J, Neitz J, Neitz M, Williams DR. Organization of the human trichromatic cone mosaic[J]. J Neurosci. 2005 Oct 19;25(42):9669-79.
-
Mark A. Changizi, Qiong Zhang, Shinsuke Shimojo. Bare skin, blood and the evolution of primate colour vision[J]. Biology Letters Volume 2, Number 2/June 22, 2006.
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4d442aab0100099f.html
2021-04-28
海云青飞，生命进化规律破解者
你有关宇宙奥秘，生命进化，人生成功，感情困惑，心理问题，家庭教育等，都可以得到超越时代的指引