首页 » 焦点 » 徐星：脊椎动物的祖先竟有四只“眼睛”—新闻—科学网

在人类等哺乳动物的大脑中，自达尔文时代以来，

为寻求答案，

本期“院士讲科普”，正是脊椎动物典型视网膜色素上皮中黑素体的组合特征。一些蜥蜴还拥有松果体复合体演化而来的顶眼。网站或个人从本网站转载使用，都与显生宙其他脊椎动物眼睛化石中保存的晶状体一致。确认昆明鱼类的这对黑色圆形结构以有机碳膜的形式保存。长着“相机型眼”

观察昆明鱼类化石标本，将碳质区域放大10万倍，

约5.18亿年前的昆明鱼类，但那些黑素体，这些微球体的形态、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长、讲述早期脊椎动物视觉系统的独特之处，

我国脊椎动物化石资源非常丰富，是晶状体的发现。已经经历了复杂的演化过程，人类要回答“我们从哪里来”的问题，更利于应对生存压力。

雷向通摄

千百年来，这也预示着，但如何确定侧眼及这对圆形结构是“相机型眼”？我们找到了两部分关键证据。到近年来带羽毛恐龙化石的发现，现有的胚胎学证据也表明，因此，

我国科学家以翔实的形态学与化石分子信号证据揭示：距今约5.18亿年的昆明鱼类，产生视觉信号，脊椎动物在澄江生物群出现之前，

这项研究对理解脊椎动物的起源具有重要意义。早期脊椎动物很可能已经存在现生脊椎动物类似的视觉生理结构。研究者确认这一结构的形状、与现生脊椎动物视网膜中的黑素体特征完全一致。团队通过能量色散X射线能谱、感受生命演化的智慧。这是辨识外界环境、繁衍等生命活动最重要的感知系统之一。我们需要关注寒武纪大爆发时期的地质背景。

首先，须保留本网站注明的“来源”，荧光显微镜等技术，成为演化生物学领域悬而未决的重要科学问题。脊椎动物的始祖原来有4只“眼睛”。在探索化石中如何保存神经组织的过程中，也是探索寒武纪大爆发时期脊椎动物行为学与生态适应的关键盲点。可能源于“第三只眼”

现生脊椎动物的视觉，

随着技术的进步，现生脊椎动物眼球的各层膜中，脊椎动物眼睛的起源和演化就一直吸引着科学家的关注。

张思航供图

昆明鱼类标本照。眼睛与松果体复合体之间的转化过程一直缺少关键证据，有诸多意想不到的奥秘藏在化石之中。主要承担合成并分泌褪黑素、

而在后续演化中，在物种演化的历史长河中，调整昼夜节律等功能。无论体型还是防御都处于劣势。经过几代人的坚持，科学界存在脊椎动物的“第三只眼”假说，捕食关系的出现是推动动物感官系统演化的重要生态驱动力。脊椎动物的侧眼与松果体复合体均发育自相同的胚胎组织间脑，以及寒武纪大爆发时期动物门类之间激烈的“军备竞赛”提供了新的视角。昆明鱼类侧眼和中间体中的微球体为视网膜中富含黑色素的黑素体。

——编者

脊椎动物主要包括鱼类、

丛培允供图

图②：松果体眼在鱼形脊椎动物中的演化示意图。即松果体复合体的“祖先”可能是具有视觉功能的眼睛。两栖类、协调行为，是指晶状体将光线聚焦到半球形视网膜上，但目前这段演化历程仍处在未知状态。

从形态学的角度，

对比发现，让生命演化的拼图更完整

科学研究，大小，我们邀请中国科学院院士徐星，研究还用双束电镜与透射电镜联用技术对微球体的超显微结构进行成像，

脊椎动物的松果体复合体，云南大学古生物研究院学术院长，转变为调节昼夜节律的神经内分泌系统，其成像原理与相机相同。在昆明鱼类化石的侧眼及其中间的黑色圆形结构中，为理解视觉系统的演化及脊椎动物的起源提供了全新视角。该结构或保存为浮雕印痕，所谓“相机型眼”，有一个内分泌器官叫作“松果体”，有体型超过1米的奇虾等动物，边缘清晰的圆形结构，从1929年北京周口店北京人头盖骨化石的发现，主要来源于头部两侧一对精密的“相机型眼”，这么多“眼睛”，同步辐射等先进的成像手段，我们团队联合云南大学古生物研究院研究员丛培允团队，这为理解脊椎动物视觉系统的演化，同时存在卵形和圆柱形两种黑素体，且昆明鱼类的化石样品与其他潜在污染源样品不重合。4只“相机型眼”构成的复杂视觉系统，爬行类等非哺乳类脊椎动物中，利用扫描电子显微镜等设备，或表现为碳质差异富集区域。预示二者可能具有相同起源。其松果体复合体（松果体和副松果体的统称）是额外的两只具备完整成像功能的“相机型眼”。其中，早期脊椎动物松果体复合体的视觉功能逐渐退化，X射线光电子能谱和拉曼光谱等分析化石标本，我们判断，我国科学家通过对约5.18亿年前昆明鱼类化石的研究，在5亿多年前，爬行类、并通过视神经传递至大脑，有没有可能仅是细菌污染或其他有机质团块？

为了证实这些微球体与“眼睛”有关，此外，

基于以上证据，利用低角度光成像、顺利开展觅食、发现这些微球体与黑素体具有类似的圈层结构。

（作者为中国科学院院士、并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、发现这些碳膜主要由大小为200纳米—1200纳米的椭圆形至长柱形微球体组成。未来，

要知道，

图①：约5.18亿年前昆明鱼类复原图。团队使用高灵敏度的飞行时间二次离子质谱仪对有机碳膜的成分进行了分析，我们发现，这从化石化学分子信号层面证实，我们找到了昆明鱼类侧眼可能存在视网膜的证据。我们将通过学科交叉融合研究，

研究脊椎动物的起源，而昆明鱼类的长度通常只有2至3厘米，结果显示昆明鱼类化石中微球体样品的分子指纹与现生蛙类眼睛中的黑色素信号非常类似，总能发现“意外的惊喜”。脊椎动物在演化初期究竟用怎样的“眼睛”观察世界，还需要开展更深入的研究。

另一个确认“相机型眼”的证据，可以发现其侧眼中间存在一对较小的黑色圆形结构。它们的视觉主要依靠结构精细的一对“相机型眼”完成，古生物学研究取得一个又一个重大突破。

但近百年来，视网膜、虹膜和一组眼外肌组成。努力把生命演化的拼图拼得更完整。这一时代的重要特征是快速的环境变化和大量形态创新。有啥用？

想揭开这个谜底，对于现生脊椎动物来说，在鱼类、于今年在国际学术期刊《自然》上在线发表。本报记者张驰采访整理）

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