是谁，拥有了第一双眼睛？

达尔文日记:1834年4月，我们航行到阿根廷南部的圣克鲁斯河口。然而，圣克鲁斯河不够大，小猎犬号无法驶入，所以我们乘坐三艘捕鲸船向上游驶去，并停下来调查和检查每一部分。在这个频道上，我拍摄了一只翼展近3米的巨大南美鹰，所以观察南美鹰成了我的兴趣之一。看它们优雅地在空中盘旋。起初，我以为他们是为了好玩而玩。后来，当地农民告诉我，他们正在观察一只垂死的野兽，或者等待美洲狮吃东西并离开它的猎物。你知道，南美洲的鹰飞在离地面几千米的地方，它们的眼睛应该是多么敏锐啊！

眼睛是生命进化中的奇迹。它的结构复杂而精致。例如，我们熟悉猫的眼睛。当光线很强时，瞳孔可以收成一条细线，以减少光线的入射。当光线进入黑暗的环境时，瞳孔可以开得很大，让猫在晚上能清楚地看到它的猎物。

达尔文的南美鹰，安第斯山鹰，是世界上最大的鸟，能够在几千米高的高空观察地面上的猎物。如此精致的结构是如何演变的？达尔文遇到了另一个问题。许多年后，达尔文痛苦地回忆说，眼睛，一个完美而复杂的器官，是一个难题，当我完成《物种起源》时，我无法回避。现在想起来都让我颤抖。进化论的反对者经常以眼睛为例来反驳我。他们说:人类的眼睛由许多部分组成。如此复杂而巧妙的器官是如何进化的？眼睛只能由上帝设计。上帝说，如果我想要眼睛，眼睛就会出现。

理性告诉达尔文，复杂的眼睛也是通过自然选择进化而来的，一步一步积累微小的变化。那时，达尔文只能在低等动物身上寻找简单的眼睛。他发现低等动物的眼睛虽然结构变化很大，但已经相当脆弱了。

最早的眼睛是什么样的，它们是如何进化的？达尔文找不到答案。现在，科学家已经发现了一些5亿多年前早期眼睛的化石，这让我们能够探索眼睛进化的奥秘。这是非常罕见的，因为眼睛属于软组织，直到今天很难将它们作为化石保存下来。

图1:剪刀鱼科的化石和复原图

中国云南澄江地区有5亿多年前的早寒武世化石。那时，许多动物已经有了真正的眼睛。例如，当时特别繁荣的三叶虫，(图1)这种三叶虫被称为shileadiliki。我们可以在头部看到它的眼睛。这是一只形状非常奇怪的棒状复眼，它由一个单眼组成，每个单眼由透明的方解石晶体组成。它看到的场景应该和我们透过万花筒看到的相似。

图2:抚仙湖蠕虫

除了三叶虫，其他节肢动物也是那个时代眼军团的主力。例如(图2)，这块化石上的抚仙湖蠕虫保留了类似螃蟹复眼的眼睛。寒武纪的*掠食者，稀有的虾，有直径达3厘米的复眼和超过16000只单眼。可以说，柄状方解石晶体的复眼已经发展到了顶峰。后来节肢动物在此基础上发展出了更细腻柔软的晶状体复眼。例如，大约3亿年前，石炭纪巨型脉蜻蜓，翅膀长达70厘米，是地球生命史上最大的昆虫，复眼比虾的复眼大。然而，这些寒武纪节肢动物的眼睛结构已经相对完善，所以眼睛的起源仍然需要在更早和更低的动物中找到。

我们知道一些非常原始的动物，如单细胞原生动物眼孔，已经有一组可以感知光线的色素，叫做眼窝，但只能感知光线，看不到图像。这种眼窝出现得很早，可以说是眼睛进化的起点。早寒武世，大量多细胞动物出现，生存竞争激烈，捕食压力大。动物们开始了一场“军备竞赛”，各种新的器官不断出现。眼睛敏感的感觉器官从一个简单的眼点进化而来。

图3:蜻蜓复眼

图4:神奇的山虫

图5:昆明鱼

图6:眼虫

例如，在澄江动物群中，也发现了一种叶足动物——神奇的离娄山蠕虫。它的魔力在于它的头有一双原始的眼睛。叶足动物后来进化成了节肢动物，所以神奇的洛里山蠕虫最初的眼睛可以说是三叶虫和稀有虾等节肢动物眼睛的胚胎，也是迄今为止发现的最原始的眼睛。

我们人类的眼睛和这些眼睛有什么关系吗？我们以前谈到过无脊椎动物，人类是脊椎动物，脊椎动物的眼睛是单眼的，不是复眼。尽管脊椎动物和无脊椎动物的眼睛发育在基因水平上与一些共同的基因密切相关，例如一种叫做Pax6的基因，但这两种动物沿着不同的路径进化。澄江动物群中发现的昆明鱼和海口鱼是最原始的脊椎动物。他们头上还出现了一对椭圆形黑点，显示出单透镜结构。这双眼睛可以说是我们脊椎动物眼睛进化的起点。

(作者是中国科普作家协会副主席、中国科协首席古生物学家、南京古生物博物馆名誉馆长)