鼹鼠为什么没有眼睛?

鼹鼠为什么没有眼睛?
鼹鼠为什么没有眼睛?

鼹鼠为什么没有眼睛?
在《物种起源》一书中,有一节是讨论退化现象的.达尔文以几种动物为例,其中一个讲的是鼹鼠眼睛的退化：
“鼹鼠和某些穴居的啮齿类动物的眼睛的大小只剩下了残迹,并且有的眼睛完全被皮和毛所遮盖.这种眼睛的状态很可能是由于不使用而渐渐缩小的缘故,不过恐怕也有自然选择的帮助.南美洲有一种穴居的啮齿动物,叫做吐科吐科或Ctenomys,它甚至比鼹鼠更有深入地下的习性；一位常捉到它们的西班牙人向我保证,它们的眼睛常常是瞎的.我养过的一只,它的眼睛的确是这种情形,解剖后才知道是由于瞬膜发炎.由于眼睛经常发炎对于任何动物必定是有损害的,并且由于眼睛对于具有地下生活习性的动物肯定不是必要的,它们的形状缩小,上下眼睑黏连,而且有毛覆盖上面,在这种情况下可能是有利的；倘若如此,自然选择就会有助于不使用的效果.”
达尔文在这里显然认为“废退”是主要的,自然选择只是起了辅助作用.但是如果自然选择起作用,我们就没必要再考虑别的机理了,因为自然选择是非常有威力的,可以逐渐地使生物结构发生改变.眼睛退化对地下动物来说,究竟有多大的优势呢?达尔文只考虑到了眼睛发炎,其实还有另一个明显的优势他未提到：眼睛是很脆弱的、容易受伤的器官,而且一旦受伤,往往是致命的.在地下钻来钻去,特别是象鼹鼠那样把头当成推土机挖隧道,眼睛更容易受到伤害,那么,让已经不发挥作用的眼睛退役,就是一种很明智的选择.
近来的研究发现,鼹鼠的眼睛退化,还有别的优势,有助于我们理解那些不象眼睛这么脆弱的器官的退化.这项研究是以生活在中东地区的一种盲鼹鼠（Spalax ebrenbergi）做为材料的.这种盲鼹鼠看上去象是一条毛绒绒的香肠,它的头部除了嘴巴有开口,露出尖锐的、用来挖土和咬食树根的牙齿,就再也没有任何开口了.它是完全失明的,如果用强光照射它,它也不会有任何反应,甚至连脑电波也不起变化.但是如果你在它的旁边鼓一下掌,它的脑电波就会起变化.它虽然目不能视物,却能感到振动.事实上,振动是它们相互通讯的方式.盲鼹鼠在一年的大部分时间内都是独居的,它们用头撞撞窝顶,振动传了开去,其他盲鼹鼠感觉到了,也用头撞撞窝顶,就这么长长短短用一种电报式密码互相通讯.如果你在它的窝上方的地面上跺跺脚,它可能也会撞撞窝顶答复.在交配的季节,盲鼹鼠就靠“电报”求爱,雄鼹鼠寻声挖洞追踪,运气好的话就挖到了雌鼹鼠的闺房,交配之后就离开；运气不好的话钻进了别的雄鼹鼠的老窝,就难免有一场厮杀.
盲鼹鼠的眼睛其实并没有完全消失.如果我们解剖它的头部,会发现在毛和皮肤之下,一对腺体包着的小眼睛,直径只有0.7毫米,体积只有同等大小的小鼠的眼睛的1％.这对眼睛没有瞳孔,晶状体也已萎缩,是无法成像的.但是它们还有视网膜,膜上有锥细胞,里面有能够感光的的视蛋白,数量只有小鼠的4％.那么盲鼹鼠的眼睛为什么没有完全消失,这么一对藏在皮肤底下的小眼睛有什么用呢?由于里面还有视蛋白,还能感受到白天和黑夜的不同－－即使是在皮肤底下,也还是能感光的,就象你闭上了眼睛,也还能感到是光明还是黑暗,所以有的人开着灯睡不着觉.盲鼹鼠也是这样,当它们把土推出洞外时,它们皮下的小眼睛也能感到外面是白昼还是黑夜.它们的眼睛中有美乐通宁（褪黑素）,根据光周期调节鼹鼠的活动.实验证明的确如此.如果在实验室中我们通过改变光亮颠倒白天和黑夜,盲鼹鼠的活动也随着改变.如果让光明时间变短,黑暗时间变长,模拟冬天的到来,盲鼹鼠的体内代谢也随之改变,准备抵抗寒冬了.如果我们把盲鼹鼠的眼睛摘除,它的这些光周期反应就都消失了.
相应的,盲鼹鼠的大脑皮层功能也发生了改变.它控制感觉漫射光和光周期的皮层区和小鼠的一样大小,但是控制视觉成像的皮层区则几乎消失了.大脑是一个很“昂贵”的器官,虽然只占盲鼹鼠体重的1.3％,却消耗了它吸收的氧气和葡萄糖的20％.控制成像的皮层占整个大脑的10％,平均来说占了盲鼹鼠能量分配的2％（实际上这部分皮层的能量消耗在大脑皮层中是最高的,并不只2％）.视网膜也是一种“昂贵”的器官,它的氧气消耗是身体平均水平的100倍.因此,让视觉退化,可以省下超过2％的能量.地下是一个异常缺氧的环境,那里既没有风可以冷却身体,潮湿的土壤也使流出的汗不容易散发掉,因此盲鼹鼠总是尽量使能量的消耗越低越好（它们的基础代谢率明显比地上的动物低）,能省下2％的能量消耗是一个很大的优势,可以将之用于更有价值的活动,比如挖洞寻找食物,哺乳后代等等.就象一个穷人,恨不得把一分钱掰成两半花,如果能把一年的工资省下2％,就可以备一时之需了.
盲鼹鼠大脑皮层中控制视觉成像的部分虽然消失了,但并不是被当成废物空在那里,事实上,它被改为用来控制触觉,因此盲鼹鼠用于控制触觉的皮层区域,几乎是小鼠的两倍.触觉对盲鼹鼠来说是非常重要的,前面已说过,它们主要是通过感触振动互相通讯的.当它们在黑暗的地底下挖掘隧道时,也靠触觉的指引.它们也需要很好的听觉接收别的盲鼹鼠发来的“电报”,需要很好的嗅觉寻找植物的根和闻其他盲鼹鼠的尿判断敌友.它也有非常好的磁场导向感觉,在迷宫般的隧道中不会迷路,借此躲过蛇的追捕.所有这些感觉都要在大脑皮层中占据一定的位置,那么,抛弃原本多达10％的视觉皮层,改造成别的感觉皮层,就是一种很好的节省策略.
由此可见,身体某个部位的退化,的确是有可能用于“补脑”的.在这里,起作用的,还是自然选择.自然选择不仅能够创造新器官,也能改造、摧毁旧器官.