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“人人都天性想了解。我们从感官中获得的快乐就是一个证明；因为即使它们没有用处，也因为它们本身而受到喜爱；而所有感官中，视觉尤其如此。” - 亚里士多德
“我看见你了！” 海星的复眼（红点）。图片来源：Dan-Eric Nilsson，隆德大学。人类是非常视觉化的动物。我们比其他任何感官都更依赖视觉来解读周围的世界，这就是为什么几个世纪以来，许多人认为（许多人至今仍然这样认为），视觉是我们最重要的感官。当然，我们并非唯一能看见的物种。节肢动物尤其以其敏锐的视力而闻名，鱿鱼、章鱼和其他头足类动物也是如此。然而，尽管我们已经知道了海星的眼点数百年，但没有人知道它们是否也能看到图像。也就是说，直到 Anders Garm 博士和 Dan-Eric Nilsson 博士决定进行研究。视觉色素存在于所有动物谱系中，早在 25 亿多年前就被原核生物首次利用，以响应光线的变化。但第一个 *复杂* 的眼睛直到大约 5.4 亿年前才出现，当时栉水母、海绵和水母是第一个将感光细胞聚集在一起并创建光敏“眼点”的生物。许多动物都有眼点——单个细胞或它们的集合， Packed with these light-sensing compounds that can measure light intensity. 这些原始传感器可以区分光线和黑暗，但不能像我们的眼睛那样形成图像来可视化物体。很早就有人清楚，海星至少拥有这种程度的视力，并且能够响应光线强度的变化。几乎所有种类的海星在其每条腕的末端都有复眼，非常像昆虫的眼睛，只是缺少晶状体。没有这些光学元件，尚不清楚海星的眼睛是仅仅充当眼点，还是它们是真正能让动物 *看到* 的“眼睛”。Garm 和 Nilsson 的第一步是真正、*真正* 地审视海星的眼睛——从宏观到微观，确切地了解这些海星的复眼实际看起来是什么样子。他们将 *Linckia laevigata* 海星置于显微镜下，以极其详细的描述其眼部形态。
Garm & Nilsson, 2014 的图 1：（a）海星 *Linckia laevigata* 在日本赤岛的天然珊瑚礁栖息地。（b）*L. laevigata* 的复眼位于每条腕的末端（箭头所指）。（c）复眼的侧视图，位于一个改良的管足基部。（d）复眼的前视图，显示其双边对称性。（e）从下方看到的腕尖，复眼被双排改良的黑色管足遮挡（箭头）。（f）从上方看到的腕尖，眼睛再次被改良的黑色管足遮挡（箭头）。（g）从上方 45 度角看到的复眼（箭头所指）。（h）当动物受到干扰时，同一个视角，显示它如何“关闭”眼睛。海星的眼睛由感光细胞组成，只有一个开口，使得每个眼睛只能在水平方向上探测约 210 度，在垂直方向上探测约 170 度。但是，考虑到眼睛位于每条腕上的位置，这使得它们能够从水面一直到正前方全面观察周围环境，并且各腕的眼睛之间有很多重叠。由于它们只有一个视蛋白（感光蛋白），海星是色盲。并且，仅根据形态学，研究人员确定海星只能探测到大物体。由于缺少晶状体，海星看到的图像充其量是粗糙的，就像只有 200 像素的图片一样。关于眼睛速度敏感性的进一步测试表明，对光的响应非常缓慢，因此任何快速的移动都不会被注意到，从而排除了它们使用眼睛寻找食物、探测潜在捕食者甚至寻找配偶的可能性。相反，这些简单的眼睛只能用于识别主要的、缓慢的或不动的结构，例如珊瑚头。Garm 和 Nilsson 解释说，识别物体远不止是探测光线的强度，它需要形成图像的能力。因此，如果海星使用它们的眼睛来导航，那么它们拥有真正的视力就是有力的证据。但是海星用它们的眼睛看它们在哪里吗？Garm 和 Nilsson 设计了一个实验来找出答案。他们将海星放在离海星更喜欢待的海礁区域 1、2 和 4 米的距离处。然后他们跟踪每只海星，确定它们是朝向海礁还是开阔的海洋移动。然后，为了真正了解眼睛是否参与其中，他们还对那些眼睛被“戳瞎”（手术致盲）的海星进行了实验。当靠近海礁时，海星会迅速地回到海礁。但从 4 米远的地方，动物们似乎很难找到它们的海礁家园，随机移动，这表明这个距离太远，它们看不清。在被致盲的海星身上也得到了进一步的证实——由于手术去除了眼睛，即使它们被放置在离家只有一米的距离，海星也漫无目的地游荡。由于海星只能在近距离内进行视觉导航，所以海星的视力很可能只在非常有限的范围内使用。它们不太可能用视觉来寻找新的珊瑚礁区域，或判断不同珊瑚礁的相对质量。Garm 和 Nilsson 认为，它们可能只用眼睛来待在它们所在的珊瑚礁上，确保它们不会最终落入一个食物和庇护所匮乏的荒凉沙地。当然，其他海星的眼睛可能比 *Linckia laevigata* 的眼睛更好——有些物种，如棘冠海星（*Acanthaster planci*），移动速度很快以追捕猎物。它们的眼睛可能已经进化得比其他海星更好，利用视觉来追踪食物。需要进一步研究其他物种来找出答案。http://www.youtube.com/watch?v=HbFF5EeVG3U Garm 和 Nilsson 的研究首次证明，海星不仅能够看到物体，它们还利用这些眼睛来定位栖息地并朝栖息地移动。虽然这本身就很酷，但这项研究还有助于阐明眼睛的进化，并可能让我们更好地理解视觉感官是如何产生的。关于眼睛进化的普遍假说表明，第一批眼睛将是附着在简单神经系统上的简单结构，只能进行基本的视觉处理。最早的视觉引导行为可能是感知栖息地——这正是 Garm 和 Nilsson 在这些原始动物身上发现的。“我们的研究结果为眼睛进化早期阶段的视觉系统提供了一个例子，这种视觉系统用于栖息地识别，”作者写道。“从进化的角度来看，这是有趣的，因为海星眼睛的形态以及它们的视觉质量（图像质量）接近于眼睛进化早期出现图像形成时的理论眼睛，”Garm 在一份新闻稿中说。“这样，它就可以帮助阐明驱动眼睛进化这一重要步骤的第一个视觉任务是什么，即利用大型固定物体（这里是珊瑚礁）导航到首选栖息地。”海星的眼睛让科学家们能够回溯时间，了解动物们最初是如何看待周围世界的。我们对海星眼睛这样的原始视觉系统了解得越多，就越能更好地理解我们自己复杂的视觉系统是如何进化的。引用：Garm A, Nilsson D-E. 2014 Starfish 的视觉导航：海星使用视觉和眼睛的第一个证据。Proc. R. Soc. B 281: 20133011。
