我們哺乳類的祖先和兩棲類、爬行類、鳥類的祖先一樣,來自海洋。

  在最初的脊椎動物——某些魚類爬上陸地之前,地面應該是蟲恐患者的噩夢。

  圖 | pixabay

  各種各樣的無脊椎動物在更早的幾百萬年前登陸,類似馬陸和蜈蚣狀的蟲子四處漫步。

  這個蟲恐噩夢在3.85億年前發生改變。那時,一些魚類已經具備強壯的魚鰭,長出指節,它們逐漸離開海洋。地上的蟲子無法與這些龐大的脊椎動物抗衡,成爲無助的食物。時間繼續,這些登陸的海洋動物——最初的四足動物——開枝散葉,發展出我們熟悉的兩棲類、爬行類、鳥類,以及哺乳類。

  1生活不只有眼前的海洋

  如果沒有離開海洋的壯舉,也許之後的一切都不會發生。

  問題是,是什麼讓這些魚類脫離了熟悉的海洋?是爲了逃避天敵的追捕,還是受到岸邊食物的誘惑?

  2017年,西北大學學者提出一個新觀點:看到遠方也許是魚類離開海洋的助力之一。而擁有更廣闊的視野將深刻影響動物的行爲。

  雖然魚類早已擁有視覺,但水下環境無法讓它們把視力物盡其用。即使是在陽光充足的水面下,能夠觀測到的視野體積只是在空氣中的一百萬分之一。

  由下至上反映出魚類視野可能的演化過程:眼睛由兩側移至中間,視野向水面以上發展 | 參考文獻2

  2眼睛進化後,視界更大啦!

  根據化石材料,在魚類登陸的過程中,眼部結構的改變讓它們越來越多地享用到視覺帶來的好處。在大約3.9億至2.5億年前,一種先進的魚類——希望螈目(elpistostegalians)——逐漸脫離水生。化石測量顯示,它們的雙眼尺寸增長到原來的3倍,這意味與視覺能力息息相關的瞳孔大小出現增長。與此同時,和其他一些魚類一樣,它們的眼窩由兩側移到頭部頂端。在這個位置,魚可以通過貼近水面,看到水面之上的蟲類獵物,甚至把眼睛探出水面。

  四足形亞綱生物提塔利克魚 | wikipedia

  根據推測, 最初的四足動物過着鱷魚般的生活。它們有區別於魚鰭的四肢,但並未完全脫離水生。

  水下的希望螈目魚類,能觀測到1個體長範圍內的情況。但是在空氣中,動物可以觀測到超過100個體長的距離。根據模型測算,如果把希望螈目眼睛尺寸的增長考慮在內,登陸後視野體積是原來的500萬倍。

  3看得遠,才能主動出擊捕獵!

  看到更遠的地方,讓複雜決定的出現成爲可能。如果一隻動物只能看到附近的事物,這意味它們大部分行爲是對即將發生的刺激做出反應,而不是計劃。攻擊附近的獵物、躲避捕食者的突襲,可能是水下動物生命中最重要的決定。但當動物彼此間有了長程感知,它們就必須設計精巧的埋伏和捕獵,制定複雜的計劃。動物中僅存在兩種長程成像系統:視覺和回聲定位,而後者很晚之後纔在哺乳動物中出現。

  在現生的魚類和兩棲類動物中,存在一種強大的應激本能。這一系統由毛特納神經元(Mauthner neuron)發起,能夠讓動物在4微秒左右對刺激做出反應,比如逃生。但之後出現的脊椎動物已經捨棄了這一神經迴路,因爲視覺可以預知危機。

  作者:vicko238

  編輯:Ent、東風

  參考文獻

  [1].The eyes have it: how vision may have driven fishes onto land. https://theconversation.com/the-eyes-have-it-how-vision-may-have-driven-fishes-onto-land-73060

  [3].Fish Changed in a Surprising Way Before Invading Land. https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/03/in-the-invasion-of-land-big-eyes-came-before-strong-legs/518883/

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