们哺乳类的祖先和两栖类、爬行类、鸟类的祖先一样,来自海洋。在最初的脊椎动物——某些鱼类爬上陆地之前,地面应该是虫恐患者的噩梦。$ w. B0 N. q6 t9 V
, _0 I; [ ^( y8 o图片来源:pixabay ' s( C( K. a, J0 {- f7 a: W, w5 V$ x& y$ d, d9 V- i
各种各样的无脊椎动物在更早的几百万年前登陆,类似马陆和蜈蚣状的虫子四处漫步。 : ^# N+ Q e9 I' P' V+ l' c 6 v {, L2 e$ S. M这个虫恐噩梦在3.85亿年前发生改变。那时,一些鱼类已经具备强壮的鱼鳍,长出指节,它们逐渐离开海洋。地上的虫子无法与这些庞大的脊椎动物抗衡,成为无助的食物。时间继续,这些登陆的海洋动物——最初的四足动物——开枝散叶,发展出我们熟悉的两栖类、爬行类、鸟类,以及哺乳类。 & l( w2 h0 c) y' s. a. Z5 s
# P8 h1 N7 H0 i' S( E/ j如果没有离开海洋的壮举,也许之后的一切都不会发生。 / k' Z/ s$ s" L0 ^. |6 K * H$ I8 ^6 p% f' L7 s问题是,是什么让这些鱼类脱离了熟悉的海洋?是为了逃避天敌的追捕,还是受到岸边食物的诱惑? 5 Z1 ~& t7 p4 w. E [( K. g5 j, w$ ~: m5 ~' _2 r9 _0 r
2017年,西北大学学者提出一个新观点:看到远方也许是鱼类离开海洋的助力之一。而拥有更广阔的视野将深刻影响动物的行为。' K6 b0 p q$ e$ f+ h. M. P# `
+ X9 V3 s( |; r, d虽然鱼类早已拥有视觉,但水下环境无法让它们把视力物尽其用。即使是在阳光充足的水面下,能够观测到的视野体积只是在空气中的一百万分之一。 # f ^2 ?: D' L I8 } & q2 v- w* `; n 由下至上反映出鱼类视野可能的演化过程:眼睛由两侧移至中间,视野向水面以上发展。图片来源:参考文献2 9 Q0 h5 F9 R- N/ x4 p7 H2 H" G8 T/ I# ?; m, r6 {
根据化石材料,在鱼类登陆的过程中,眼部结构的改变让它们越来越多地享用到视觉带来的好处。在大约3.9亿至2.5亿年前,一种先进的鱼类——希望螈目(elpistostegalians)——逐渐脱离水生。化石测量显示,它们的双眼尺寸增长到原来的3倍,这意味与视觉能力息息相关的瞳孔大小出现增长。与此同时,和其他一些鱼类一样,它们的眼窝由两侧移到头部顶端。在这个位置,鱼可以通过贴近水面,看到水面之上的虫类猎物,甚至把眼睛探出水面。 / B" K" g/ E. i* H* K3 z$ Z3 y: m K0 [- _
根据推测, 最初的四足动物过着鳄鱼般的生活。它们有区别于鱼鳍的四肢,但并未完全脱离水生。 4 Z' L/ L9 S1 j: K, G; U; L . Z. _9 I) j8 ~5 f' e8 N水下的希望螈目鱼类,能观测到1个体长范围内的情况。但是在空气中,动物可以观测到超过100个体长的距离。根据模型测算,如果把希望螈目眼睛尺寸的增长考虑在内,登陆后视野体积是原来的500万倍。, \4 c) }2 H, Y. b
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看到更远的地方,让复杂决定的出现成为可能。如果一只动物只能看到附近的事物,这意味它们大部分行为是对即将发生的刺激做出反应,而不是计划。攻击附近的猎物、躲避捕食者的突袭,可能是水下动物生命中最重要的决定。但当动物彼此间有了长程感知,它们就必须设计精巧的埋伏和捕猎,制定复杂的计划。动物中仅存在两种长程成像系统:视觉和回声定位,而后者很晚之后才在哺乳动物中出现。 ) O" [4 _2 d2 Z! k& B8 C8 V . A5 _7 U( t+ e6 g W9 f在现生的鱼类和两栖类动物中,存在一种强大的应激本能。这一系统由毛特纳神经元(Mauthner neuron)发起,能够让动物在4微秒左右对刺激做出反应,比如逃生。但之后出现的脊椎动物已经舍弃了这一神经回路,因为视觉可以预知危机。3 q5 w& V2 q& T' R0 H
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