《殘酷的人類演化史》:人類的眼睛是「失敗的設計」,事實真是如此嗎?

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    《殘酷的人類演化史》:人類的眼睛是「失敗的設計」,事實真是如此嗎?

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    文:更科功(Sarashina Isao)
    人類的眼睛是多麼「失敗的設計」?
    半成品的眼睛毫無用處

    我們眼睛的構造十分複雜。這麼複雜的眼睛不可能是一下子就演化出來的。肯定得經過好幾個階段,才能慢慢地演化到位的。

    不過,這時難免會產生讓人產生這樣的疑問:半成品的眼睛到底有何用處?於是,否定演化論的人開始提出以下的主張:

    「眼睛這種東西,要完成了才有用,所以,它不可能是逐步演化而來的。半成品的眼睛,根本一點用處也沒有。所以,生物(包含眼睛在內)肯定是出於某個目的而存在(想像中,它應該像神一般)一口氣製造出來的。這樣想才是合理的。」

    這種想法被稱為「智能設計論(intelligent design)」。事實上,這樣的主張在一百年前曾反覆出現過。最有名的,當屬英國的動物學者聖喬治・傑克森・麥沃特(一八二七到一九○○)針對達爾文的《物種起源》所進行的批判吧?

    即使到了現在,仍有一定數量的人這樣主張。的確,這樣說好像也沒有錯。但,事實真的是如此嗎?
    有演化與沒演化的差別

    有某篇漫畫中的虛擬人物,是個窮光蛋。因為沒錢,所以買不起一整套西裝。碰到得穿西裝的場合,他也只能穿半套:前面一半。換句話說。從前面看,他確實穿了西裝了,但從後面看,他卻是光溜溜的。

    假設穿西裝是一種禮儀的表現,那不穿西裝(比如說穿T恤或牛仔褲之類的)就是不禮貌的行為了。如果演化是朝有禮貌的方向在進行的話,那應該會從沒穿西裝的狀態演變到有穿西裝的狀態。換句話說,演化會如以下所示:

    沒穿西裝→有穿西裝

    不過,考慮到中間階段,應該會有演化的時候(方向性選擇)和沒演化的時候(穩定化選擇)。如果只穿上半身,下半身穿牛仔褲也可以,就勉強算是有禮貌的話,既然演化是朝有禮貌的方向在進行,所以,應該會發生以下的演化才是。

    沒穿西裝→只穿上半身→有穿西裝

    不過,如果中間階段是西裝只穿前半身的話,那又將如何呢?從前面看,好像穿了西裝,但從後面看,卻是全裸的;這樣實在很難說是有禮貌呀!不,應該說比沒穿西裝還要失禮吧?但,既然演化是朝有禮貌的方向在進行,那這樣的中間階段就不應該發生才是。

    沒穿西裝→只穿前半身→有穿西裝

    是的,通往有穿西裝又符合禮節之路,不會只有一條。有只穿上半身的路,也有只穿前半身的路。同樣地,我們眼睛走過的演化道路,應該也有很多條。只是,有些路演化壓根就不會走。

    聽到「半成品的眼睛」這句話,我忍不住在腦海裡浮現組裝到一半的機械畫面。我們在組裝機械時,應該都會先把零件一一製造出來,然後再把它們組裝起來。因此,所謂「半成品的眼睛」,應該就是類似的狀況吧?

    比方說,晶體等眼球構造已經完成,卻還沒有連結到神經的眼睛。沒錯,這種發展到一半的眼睛,確實一點用處也沒有。它就好像西裝只穿前半身,不僅不合禮節,還失禮得很。因此,若演化是朝這條路線進行的話,那我們就無法想像眼睛這東西有在演化。只是,演化的道路不會只有一條,應該還有其他路線才是。
    從各種眼睛得到的結論

    要思考我們的眼睛是如何演化而來的,先讓我們看看其他動物的眼睛吧!眼睛有各種不同的形態,就舉其中最經典的幾種來做說明。

    「能分辨明暗的眼睛」是目前被認為最單純的眼睛。能夠感受光線的細胞被稱為視覺細胞(或稱為「感光細胞」),這許多視覺細胞排列在一起,形成一層膜,便是視網膜。

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    人類的這層視網膜覆蓋在眼球的內側表面(內壁),但也有生物的視網膜是在身體的表面。在身體表面的視網膜看上去就像斑點一般,故而被稱為「眼點」(圖6-1之①)。

    擁有眼點的生物,能感覺自己的身體照射到光線,卻不知道光是從哪個方向來。總之,它們能分辨的就只有明暗而已。這便是所謂的「能分辨明暗的眼睛」,例如:「刺胞動物」的水母,就擁有這樣的眼睛。

    比「能分辨明暗的眼睛」更複雜一點的是「能分辨方向的眼睛」。眼點的視網膜中間若凹陷呈杯子形狀,那就不只可以分辨明暗,還可以分辨光的來源。這樣的眼睛被稱為「窩眼」(圖6-1之②)。

    如圖6-1之②所示,窩眼的開口是朝上的。這時若光從右邊來的話,就只有杯子左側的視覺細胞會照到光;若從左邊來的話,則只有右側的視覺細胞會照道光。換句話說,看哪邊的視覺細胞對光有反應,就知道光是從哪個方向來的。擁有這類窩眼的生物非常多,像軟體動物的蓋笠螺就是這樣的眼睛。

    然後,比「能分辨方向的眼睛」更複雜的是「能分辨形狀的眼睛」。窩眼中間凹陷的部分沒有改變,只是洞口變小了,這樣的眼睛被稱為「暗箱眼」(圖6-1之③)。

    暗箱眼的開口往中間收攏變窄,從外面進來的光線通過杯口時必須集中起來,等通過杯口後,才再度擴散開來,將上下左右顛倒的影像映照在網膜上。如此一來,便可得知所見物體的形狀了。

    暗箱眼是能分辨形狀的犀利眼睛,卻有一個很大的缺點。因為它的入口實在是太窄了,窄到能進入的光線太少。但也不能因為如此,就把洞口擴大。因為一旦如此,光源就無法集中在一點,影像就會變得模糊了。洞口越小,映入的影像就會越清楚鮮明,但也因為這樣,影像會變得非常暗。像軟體動物的鸚鵡螺就擁有這樣的暗箱眼。鸚鵡螺的暗箱眼洞口算大的;因此,它所看到的影像應該會比較明亮,卻有點模糊吧?但,還在可以忍受的範圍之內就是了。

    暗箱眼所見的影像,如果能聚焦的話就會非常暗,如果很亮的話就會非常模糊。不過,其實有一個方法,可以讓影像既清楚又明亮。那就是把暗箱眼的洞口開大一點,再把晶體嵌入進去。洞口變大,可以讓更多光線進來,就會變得比較明亮,至於聚焦的問題就交給晶體吧!這樣的眼睛被稱為「透鏡眼」(圖6-1之④)。我們人類的眼睛,正是這樣的透鏡眼。
    眼睛演化的道路有好多條

    人類的透鏡眼是怎麼演化來的?前面講過先把眼睛的零件一一製造出來,再全部組裝起來,這不失為一個方法。然而,這樣的演化在現實中是行不通的。不過,演化的路線不會只有一條。例如,前面所說的從單純之眼循序演化而來的道路,就是生物眼睛演化的整個歷程。

    身體表面的細胞變成視覺細胞,成為可以分辨明暗的眼點。然後,眼點中間產生凹陷,成為能分辨光線來源的窩眼。然後,原本向外張開的窩眼的杯口縮小,變成可以分辨物體形狀的暗箱眼。然後,在暗箱眼的開口嵌入晶體,成為透鏡眼。這便是現在我們所擁有的眼睛。

    這樣的演化路線,現實上是說得通的。因為,每個階段的眼睛,各有其階段性的任務,也發揮其階段性的功能。然後,每個階段的眼睛慢慢產生變化,逐漸演變成下一階段的眼睛。所以說,我們現在擁有的透鏡眼,真的有可能是演化而來的。

    「半成品的眼睛沒有任何用處」,反對演化論的智能設計論者是以這樣的思維為前提,導出「眼睛不可能是演化而來的」結論。不過,還有一個前提,智能設計論者故意忽略沒講出來,那就是「演化的道路不會只有一條或少數幾條」。所以,他們自然無法根據思考實驗去想像眼睛是演化而來的。

    然而,若能以「演化的道路有好多條」為前提,我們就能利用思考實驗,想像出我們眼睛演化而來的過程。於是,「眼睛是演化而來的」這個說法,就一點也不奇怪了。

    然而,剛剛利用思考實驗所想像的演化過程(眼點→窩眼→暗箱眼→透鏡眼),卻不一定是真實的演化之路。因為想像得到的演化路線,應該有無數條。「眼點→窩眼→暗箱眼→透鏡眼」的路線,充其量只是其中一條而已。

    那麼,我們的眼睛到底是走哪條路演化而成的呢?可能有人會說:既然是以前發生的事,那去查看化石不就好了嗎?然而,遺憾的是,化石似乎無法回答這個問題。

    人類是哺乳類,在動物的分類上,哺乳類再上一層是脊椎動物;換句話說,我們是脊椎動物中的哺乳類。目前發現最古老的脊椎動物化石之一,是出現在寒武紀(五億四千一百萬年前到四億八千五百萬年前)的魚類:豐嬌昆明魚(學名:Myllokunmingia fengjiaoa)。豐嬌昆明魚是沒有下巴的魚,被歸入「無頜總綱」。據說,這豐嬌昆明魚已經有透鏡眼,只是無法從化石得知其細部的結構。

    順道一提,同樣也是出現在寒武紀,卻不是脊椎動物,而是與它血緣相近的皮卡蟲(屬名:Pikaia)就沒有眼睛。目前知道的就只有這些,至於透鏡眼到底是怎麼演化而來的?仍是未解之謎。

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