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进化成眼睛的「原始感光点」是很复杂的系统,用进化论怎么解释其来源?
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文章深入探讨了生物感光点的复杂性,即使是“简单”的感光结构,也远非表面看起来那么简单。文章指出,感光点作为多细胞结构,涉及细胞类型分化、多层结构、微环路计算、与附属器官整合以及进化适应性等多个方面。通过对不同生物感光结构的分析,揭示了生物体为了适应环境,在视觉系统上所展现出的精妙设计和复杂机制。

👁️‍🗨️ **细胞类型的高度分化**: 感光点由多种细胞构成,如负责弱光和强光感知的感光细胞,以及负责信号传递与处理的辅助细胞。例如,视网膜中包含视杆细胞、视锥细胞、双极细胞、神经节细胞等,它们各司其职,共同完成视觉任务。

🧱 **分层的组织结构**: 感光结构通常具有多层结构,例如脊椎动物的视网膜由10层组成,每一层都有特定的功能。这种分层结构使得感光器官能够高效地处理光信号。

🧠 **信号处理的神经网络**: 感光器官内部存在复杂的神经环路,例如视网膜中的水平细胞调节侧向抑制,从而增强边缘对比度,进行初步的信息处理。这些神经环路减轻了大脑的负担。

⚙️ **附属结构的协同**: 感光系统还包括角膜、晶状体等光学结构,以及调节瞳孔、焦距的机制。这些附属结构协同工作,确保感光细胞获得清晰的图像。

🧬 **进化适应的多样性**: 不同的生物进化出了不同的感光结构以适应环境。例如,昆虫的复眼由数百个小眼组成,而某些爬行动物则有第三眼,用于调控昼夜节律。深海生物的感光结构则特化于探测生物荧光或极弱光。

不仅眼睛结构是极其复杂的,即使是进化论界最著名的科学家之一道金斯所强调的“感光点”也是非常复杂的,因为所谓的“感光点”本身就是一个多细胞器官,要知道,每一个细胞里的结构都是极具复杂性的,而多细胞结构就更是一个复杂的错综复杂的网络了。 生物化学已经证明,细胞数量多于一个的任何生物器官(例如某个器官或组织)必然是一个错综复杂的网络,其中包含着许多惊人复杂性的、各不相同的、可以识别的系统。这种“最简单的”自给自足、可以复制的细胞具有产生数以千计的不同蛋白质及其他分子的能力,取决于不同的时期和不同的条件。合成、降解、能量产生、复制、细胞结构的维护、移动、调控、修复、传递信息,所有这些功能实际上在每个细胞内都在发生着,并且各个功能本身需要无数构成部分的相互作用。因为每个细胞都是这种由多个系统相互交织组成的复杂网络。 即使是最简单的眼虫眼点结构也是很复杂的。眼点主要由 类胡萝卜素色素颗粒(如β-胡萝卜素)聚集而成,通常位于鞭毛基部附近,嵌入在细胞质中,无膜包被。紧邻光感受器(即光敏色素蛋白聚集区),眼点的核心功能是遮光器,通过阴影变化帮助眼虫定位光源:当细胞旋转时,眼点色素遮挡光线,在副鞭毛体上形成周期性阴影。副鞭毛体检测光强变化,触发鞭毛摆动调整,使眼虫趋向适宜光照(趋光性)。问题是,你知道为了这个方向视觉,副鞭毛体的结构有多复杂吗? 副鞭毛体的结构 比眼点复杂得多,是一个功能完整的微型光信号处理中心。其复杂性体现在: 1. 特化的膜结合区室; 2. 精密的光敏分子和信号传导链; 3. 与鞭毛运动系统的直接偶联。 这种结构虽小,却高效实现了单细胞生物的趋光行为,是生物适应环境的杰出范例。 所谓的眼点只是眼虫视觉系统里的一小部分东西,单独拿出来说事是不妥的。 deepseek也总结:感光点的复杂性体现在**细胞类型分化、多层结构、微环路计算、与附属器官整合**以及**进化适应性**上。即使是“简单”的感光结构(如原生生物的感光点),也具备基本的信号转导和定向响应能力,而高等动物的感光器官则更接近一台生物“超级计算机”的输入前端。 后附: 深度思考(deepseek对相关问题的回答): 感光点(如眼睛中的视网膜或某些生物的感光器官)作为多细胞结构,确实具有复杂的组织架构和功能分化。以下是其复杂性的具体体现: ### 1. **细胞类型的高度分化** - **感光细胞**:如视网膜中的视杆细胞(弱光感知)和视锥细胞(色彩与强光感知),具有特化的感光分子(视紫红质、视蛋白)。 - **辅助细胞**:如视网膜中的双极细胞、水平细胞、无长突细胞、神经节细胞等,负责信号传递与初步处理。 - **支持结构细胞**:如穆勒细胞(视网膜中的胶质细胞)提供营养和代谢支持,色素上皮细胞吸收杂散光并参与视觉循环。 ### 2. **分层的组织结构** - **视网膜的10层结构**:从外到内包括色素上皮层、感光细胞层、外界膜、外核层、外网状层、内核层、内网状层、神经节细胞层、神经纤维层和内界膜,每层功能明确。 - **非视网膜感光器官**:例如某些无脊椎动物的眼点(如涡虫的杯状眼)虽简单,但仍包含色素细胞和感光细胞的协同排列。 ### 3. **信号处理的神经网络** - 感光器官常具备局部神经环路(如视网膜中的水平细胞调节侧向抑制),实现边缘增强、对比度调节等初步计算,减少大脑的认知负荷。 ### 4. **附属结构的协同** - **光学部分**:角膜、晶状体(脊椎动物)或晶状体等效结构(如昆虫的复眼小眼面)聚焦光线。 - **调节机制**:瞳孔收缩/扩张、睫状肌调节焦距,确保感光细胞获得清晰图像。 ### 5. **进化适应的多样性** - **复眼**:昆虫的复眼由数百个小眼组成,每个小眼独立成像,形成 mosaic vision。 - **第三眼**:某些爬行动物的顶眼(松果眼)具有感光功能并调控昼夜节律。 - **深海生物**:感光结构可能特化为探测生物荧光或极弱光。 ### 6. **动态代谢与修复** - 感光细胞外段不断脱落更新(由色素上皮吞噬),维持功能稳定性。 - 光信号转导依赖复杂的生化级联(如G蛋白偶联通路),需精确调控。 ### 总结 感光点的复杂性体现在**细胞类型分化、多层结构、微环路计算、与附属器官整合**以及**进化适应性**上。即使是“简单”的感光结构(如原生生物的感光点),也具备基本的信号转导和定向响应能力,而高等动物的感光器官则更接近一台生物“超级计算机”的输入前端。

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