让鱼类离开水的奇葩理由：看到远方

龙听

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。3 B; l. z* m6 f
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图片来源：pixabay$ B, [4 X* v! T" n4 q) z. ~1 u

6 o3 a9 `% F$ e7 b' d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。6 |' Y& x* I+ E( e0 ^- x$ e
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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。 5 |$ ~% R  ]$ w- i9 z. k. F# r

/ J5 P: H8 U* u. h+ |9 ]  v如果没有离开海洋的壮举，也许之后的一切都不会发生。, o$ x  D  K8 u* Q) y' ]) A& b

3 z3 ~5 f, d1 V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？
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% O6 x& _3 M$ r, }+ M2017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。
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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。8 I# M7 V, h4 @7 v" x# o  g
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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
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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。
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/ y1 }) m2 W2 I8 i0 v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。( q1 w: o( w+ W( b/ p

, g% I# V/ ]4 o/ _2 G6 r$ _+ b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 M+ a& l3 e$ S; j
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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。0 w" n3 }# @4 S5 j; D' `  z$ q6 K/ Q

+ A$ d% b. U9 R4 J2 K9 R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。
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5 j7 v& L( L) x$ M0 R# ?! I参考文献
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The eyes have it: how vision may have driven fishes onto land.  https://theconversation.com/the- ... hes-onto-land-73060
* E# z8 R0 T9 y* q) a/ iMassive increase in visual range preceded the origin of terrestrial vertebrates. http://www.pnas.org/content/early/2017/03/06/1615563114& z1 n% e" r1 _$ V2 s7 H: G1 S- S4 D
Fish Changed in a Surprising Way Before Invading Land. https://www.theatlantic.com/scie ... strong-legs/518883/
( R, |8 B! G$ b" S题图来源：pixabay