相信很多人都非常喜欢吃扇贝,什么烤扇贝、蒜蓉粉丝扇贝、辣炒扇贝等,想想都要流口水。但是,科学家们对扇贝的发现,绝对会震惊到你,那就是一只普通的扇贝,会多达200多只眼睛,而且这些眼睛的构造非常复杂。当你撬开扇贝准备食用美味的肉质时,知道真相的你会不会变得不自在了呢?
关于对扇贝眼睛的认知
扇贝是双壳纲珍珠贝目扇贝科这些软体动物的统称,全世界的种类有400多种,其中有60多种是全球重要的海洋渔业资源。在我国近海海域分布的扇贝有40多种,比较著名的有栉孔扇贝、华贵栉孔扇贝、长肋日月扇贝等。由于扇贝肉质鲜美、营养丰富,由它的闭合肌干化后制成的“干贝”被列为“八珍”之一。
扇贝的眼睛由于长在外壳边缘的外套膜内,在加工的时候通常都会去除,因此我们在吃的时候很难看到它们的眼睛。不过,如果我们撬开一只鲜活的扇贝,在裙边处还是可以看到一排黑色的小眼睛的,大小一般在1毫米左右。最早对扇贝眼睛开展研究的,是200年前意大利的一位医生,它不但发现了扇贝眼睛的排列规律和数量,而且这些眼睛视角的覆盖范围很大,可以达到250度左右。
在100年前,又有一些生物学家对扇贝眼睛的结构进行了深入研究,发现扇贝的眼睛结构与人类的比较相似,也拥有角膜、晶状体和视网膜。在上世纪60年代,英国一位神经学家通过研究,发现扇贝眼睛与人类眼睛的视物原理截然不同,并不是通过晶状体聚光在视网膜上,而是利用依靠凹面的反射来进行聚光,有点类似现在的反射式望远镜。
扇贝眼睛能看清东西的机理
通过科学家的深入分析,得出以下关于扇贝眼睛视物的基本机理和主要过程。首先,光线进入扇贝的眼睛之后,通过晶状体结构后稍微进行汇聚,此时并不能在视网膜上成像。然后,稍微汇聚的光线会穿透视网膜,直至眼睛底部的银膜层。第三步,呈凹面镜形状的银膜层,通过反射将光线进一步汇聚,从而在银膜的上方形成图像。
同时,科学家们还发现,扇贝的视网膜有两层,分别是靠近银膜层的近端视网膜,以及位于近端视网膜上方的远端视网膜,所以光线在进入扇贝眼睛后的路线为:瞳孔、晶状体、远端视网膜、近端视网膜、银膜层,然后通过银膜的反射,光线再进一步聚焦,反过来穿透近端视网膜,最后落在远端视网膜之上。那么,一只扇贝拥有200多只眼睛,相当于可以构成一个反射光学望远镜阵列了。
那么,为什么银膜层能够高效地反射光线呢?科学家们通过研究认为,银膜层的主要组成物质,是一种鸟嘌呤的片状晶体,许多这种晶体通过堆叠的方式组合在一起,中间由细胞质相隔,鸟嘌呤晶体就像一面面微小的单面镜一样(鱼鳞中也有这种物质),从而构成了一个呈现凹面镜似的银膜层。
通过冷冻扫描电镜的深入观察,科学家又发现,银膜层中晶体为正方形排列,而且是达到20-30层的多层正方密铺结构,这与很多大型反射光学天文望远镜的反射镜面出奇地一致,这种结构的优点就是能最大限度地减少光线在反射过程中的损耗,也就是说扇贝不但眼睛多,而且看得也清,很是神奇吧。
扇贝眼睛还有非常特殊的地方
一是扇贝虽然拥有那么多的眼睛,但是互相之间配合得天衣无缝。正常情况下,假如每只眼睛的视角都有250度,那么势必每只眼睛的视物内容会有很大的重叠,这么多眼睛共同看到的东西,如果没有稳定的调节机制,肯定会造成眩晕。好在扇贝的视网膜中有着一种类似大脑灰质的脏神经节,可以对200多幅“成像画面”进行优化融合,进而形成一个最终的清晰物象。
二是扇贝眼睛视网膜的曲率可以自主调整,也就是说可以通过对周围环境以及光线的情况,可以自发地对光线汇聚条件进行控制,从而使得成像的区域发生变动,相当于会自动变焦,这与很多动物晶状体变焦的功能完全不同。
三是扇贝眼睛的感光性能非常强。其瞳孔不但可以根据光线的强弱放大或者缩小,而且对光线强度的感知非常灵敏,即使是非常微弱的光也能引发它们的反应,对光线的敏感程度差不多是人类的3倍。
四是对蓝绿光线最为敏感。因为扇贝通常生活较深的水域,可见光的强度(辐射度)最强的当属蓝光和绿光,而通过实验模拟出的扇贝眼睛中晶体薄片对光线的反射率,最强的区段也是集中在500纳米左右的蓝绿光。所以,扇贝在深水环境中,眼睛的结构正好能够充分地捕捉和利用辐射度最强的光线,这为它们更好地生存提供了坚实的保障。
除了扇贝以外,在一些深海甲壳类动物、鱼类以及乌贼中,科学家们也发现它们的眼睛有上述反射式成像的机制,这些等级相较于哺乳动物处于较低水平的动物,却拥有着非常复杂且精致的眼睛、以及高超的神经感知能力,这无疑是在适应自然环境的漫长进程中,所赋予它们的“无形财富”和“宝贵技能”,大自然在给它们关闭一扇门的同时,也给它们打开了一扇窗。