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生物知趣

靈魂之窗

蘇美靈

 

  一百多年前,達爾文曾研究過各種動物對光的感官程度,他不得不承認,動物具有多項無法模倣的感官性能。按進化的角度而言,眼睛不可以藉着自然選擇演變而成,因此,眼睛的進化過程是最令人難以理解的。一堆感光的眼睛細胞如何把信息傳遞到大腦,因而使動物可以看見眼前的景物,這是在科學上無法解釋的謎。在達爾文的時候,最簡單的照相機已經發明了,但相機本身卻沒有視覺的功能。可是,一百年後的今天,研究視覺神經的動物生理學家仍然不能解釋動物如何“看”眼前的景物。

  事實上,視覺不只是動物構造的一個謎,諸如聽覺,嗅覺和觸覺也是科學研究上的謎,這些感覺器官把外界的信息傳達到大腦,使動物產生不同的感覺。但腦部是動物身體的神秘地區,因為它不像身體其他器官,例如心,肝,肺,脾和腎,它們的操作是機械式的,先進的醫學技術可以製造人造心,肺,洗腎機,人造肛門,義肢,甚至皮膚和骨頭,但腦子卻無任何替代品,即使把一副微型電腦移植在腦子裏,也無法取代人腦的各種複雜和無法瞭解的活動。

一.感光器官


眼點(eyespot/ocellus)

  動物學家嘗試從最簡單的生物中找出解答眼睛構造之謎的答案,以此了解人類的眼睛是如何進化出來的。單細胞的生物如亞米巴是沒有眼睛的,但牠對光的方向和強度有不同的反應。單細胞的眼蟲(euglena),顧名思義,有一個像眼睛的構造器官,稱為眼點(eyespot/ocellus),由一堆感光細胞組成,其實,不少低等動物和綠藻類生物也有眼點,即如無脊椎動物如扁蟲(flatworm)和各種軟體動物的感光細胞往往形成一個碗狀構造,為的是集中光線,在碗的內部形成一個影子。不過,到底牠們能否看見東西則不得而知,我們只知道牠們對光的方向和強弱有反應,而眼點的用途是要使牠們知道敵人的存在和免去太強的光線。


扁蟲(flatworm)

 


八爪魚的眼睛

  雖然四肢動物的眼睛是最複雜和精巧的,但在一些低等動物中如八爪魚,牠的眼睛卻和人類的眼睛構造一模一樣。進化論者稱眼睛的構造是由簡單演變到複雜的,但他們亦無法解釋為何八爪魚有類似人類眼睛的情況,因為在八爪魚以下的更低等動物根本找不到任何眼睛進化的跡象。根據進化論,軟體動物如蝸牛,蜆,蝦和八爪魚類是由單細胞進化而來的,在不同門的軟體動物中,如蝸牛的眼睛甚為簡單,有的如海星和海膽是沒有眼睛的,但是八爪魚的眼睛可以相比於人類的眼睛。因此,科學家也不得不承認,眼睛的進化仍是一個謎。


照相機

人體的眼睛

  眼睛可以分為單眼(如照相機的眼)和複眼(compound eye)。


綠頭蒼蠅20倍大


蒼蠅複眼375倍大

  單眼多為有脊椎動物所有,複眼則為無脊椎動物所有。無脊椎動物如昆蟲,蜘蛛,甲殼類動物等均有眼睛。一般的昆蟲,牠們的眼睛是由數以百計的小眼(Ommatidia)所組成的。每一個小眼有獨立的光學和感光部分,不過牠們所看到的影像和我們所看到的不同,形像並不是一個輪廓分明的物體,乃是模砌形的圖案,因此,每當你要拍打蒼蠅之前,牠們早已逃之夭夭了。複眼的構造也非常複雜,它有感光的小網膜細胞,外邊附有毛狀突起物和感光色素,不同動物的複眼會利用不同的原理形成影像。不過,昆蟲或蜘蛛除了有複眼之外,也有單眼。

  至於有脊椎動物,牠們的眼睛是身體上最精密,奇妙和受保護的器官,它們被深深藏在眼框之內,四周被好幾層構造保護着,僅有不到一厘米的面積是暴露於外界的,其餘的結膜,眼簾,眼睫毛和淚水則作為保護的用途,而且拒走了外界能損害眼睛的物體。附圖所示人體的眼睛,可見其構造精密的程度。


人眼縱切面

蛇眼縱切面

  動物的眼睛可謂千奇百怪,它們是為了適應不同環境而特別設計的,例如蛇的眼睛沒有眼簾,牠們可以長時間觀察事物而不必眨眼,牠們的眼睛以外有一層稱為透明膜(Brille)的眼鏡,即使牠們在佈滿枯枝腐葉和砂粒的泥土裏鑽動也不會受到損害。

  雀鳥的眼睛幾乎可以看見360°的事物,所以諺語中有“鳥瞰”一詞也不足為怪。蟹的眼睛是有柄的活動物,可以巡視周圍的景物;貓可以把瞳孔形成一條垂直的縫,一方面可以保護眼睛免受強光刺激,另一方面又可以使影像更加清晰;更奇特的是四眼魚的眼睛可以分成兩部分,上半部分觀察水面事物,另外一部分觀察水底以下的物體。

  至今人類仍然無法模倣鷹的眼睛,自從人類發明活動照相機後,即使遠外的景物也能拍攝得到,同時更可以把它們放大,成為畫中之畫,但這種技術並非人類所發明的,鷹類早已有這種與生俱來的作用,牠們的眼睛系統附有一種類似望遠鏡的裝置,可以同一時間看見遠處的景物,也可以清楚注視獵物的位置。牠們在二三千米的高空飛翔,也能看見水中的魚和草叢中活動的動物,看準機會後,在一剎那之間捕獲牠們。

二.感光作用

  最令研究視覺生理的科學家感到難以解釋的乃是眼睛如何接收視覺的信息。感光細胞如何操作至今仍是一個謎,營養師告訴我們維生素甲對視力有益,所以多吃紅色植物,如甘筍,甜菜頭,番茄等可以幫助取得更多的維生素甲。眼睛本身那層黑色的視網膜具有一種稱為視子(Retinoid)的蛋白質,它們的構造和植物的葉綠素相似,是一個極其複雜的分子。

  對於視覺的最新解釋有如下幾方面:

  1. 眼睛在黑暗時,一股強大的陽離子電流Na+流入感光細胞的外層,將之退極。
  2. 視子受到光的刺激,它吸收了光子,引發起一連串的酵素活動。
  3. 首先它將一種稱為轉導物(Transducin)T的附有鳥甘(Guanosine)的蛋白質變成活性形態。
  4. 這個活性形態的T繼而將一種稱為“光化還原酵素”Photoreductase催化。
  5. 這酵素將環腺甘酸(cGMP)變成鳥甘酸(GMP)。
  6. 由於(cGMP)的量降低了,便將陽離子通道封閉,同時也減低了Na+的內流,將感光細胞超極化。
  7. 以上程序被稱為酵素的“急流”,因為它牽涉了許多酵素的活動,由此可以把光的能量放大。

  上述程序如何回復原來的狀態到目前仍是科學上的一個謎,事實上,光一進入眼睛便引發起一連串極其複雜的過程和變化,如在低等動物中,牠們的構造特異,但感光作用也差不多,但科學家仍未完全了解整個過程的詳細程序。

  眼睛接收了光的信息後,還要經過一些更複雜的過程,稱為信息輸送(Information Channels),藉着不同功用的神經節細胞,以平衡輸送法再加以處理,才一併送入腦細胞。專家分析了五種神經節細胞,各有不同的功用,它們把光暗,強弱,大小,深淺等不同資料同時輸入腦部的視覺區域.專家對箇中的過程至今仍未能完全了解。腦袋究竟是如何認知事物和分辨顏色的,即使以現今科學家在化學,生物學,光學,物理學和電子學知識也未能了解它的功能和運作方法。

三.奇妙的眼睛

  人類所發明最原始的照相機只是一個黑色的小箱子,當中是一塊鏡片加在一個小洞前,再擺上一張感光底片而成,時至今天,專家不斷改良相機的性能,一般全自動相機,包括下列各項功能(一般保用一年):

  1. 自動對焦
  2. 微距對焦
  3. 自動曝光
  4. 自拍裝置
  5. 電力變焦
  6. 內置閃燈
  7. 自動測光
  8. 變焦觀象
  9. 變焦自動閃燈

  這種相機雖然備有上述種種優點,但它還要配上某些零件,才可堪稱完備,如增距鏡,廣角鏡,變焦鏡,鏡片霉菌剋星,防潮珠,抹鏡紙,氣泵和防潮箱。這些笨重東西合起來佔滿了一個大箱子!

  不過,全能相機仍有很多的限制,例如在光線太弱的地方便不能拍攝,但人的眼睛除了有上述各項優點之外,相比相機還有更多好處:

  1. 其體積比任何相機小
  2. 真正全自動運作
  3. 視域可達280°
  4. 幾乎全黑的環境下仍可見事物
  5. 自動分泌抗菌防霉的淚水,定時清洗鏡面,永不會生霉菌
  6. 保用期可達七八十年之久

四.視覺種種

  聖經也提及不少與眼睛有關的事件。由創世記到啟示錄,有許多記載是有關視力或眼睛的,不過聖經上所指的不單是肉身的眼睛,還有指心靈上的眼睛。在創世記第三章,始祖犯罪後,他們的眼睛明亮了,這才看見自己是赤身的,於是他們急忙用無花果葉子所編的裙子遮閉身體;天使在所多瑪拯救羅得時,該城的人無論老幼均要羅得把天使交出來,但天使卻使他們眼睛昏花,看不見他們,以致他們可以逃命;在以利沙時代,亞蘭人圍困多坍城,以利沙的僕人眼見敵軍重重包圍他們,以為必定凶多吉少了,但以利沙求神開了僕人的眼睛,使他能看見更多的天軍包圍着他們;耶穌復活後,在以馬忤斯路上和兩個門徒談話,他們的眼睛迷糊,看不見主。直到耶穌擘餅時,他們的眼睛才明亮。此外,主耶穌也用眼睛內有樑木作為比喻,指摘人只看見別人的小罪卻看不見自己的大罪。

  其實,眼睛有它屬靈的意思。保羅在林前說這世界的神弄瞎了我們的眼睛,我們看不見自己的罪,也看不見自己在屬靈上的需要。在啟示錄三章18節,主又責備老底嘉教會,說它要買藥擦眼睛,因為這教會不冷不熱,視野朦糊,根本看不見屬靈工作的需要和逼切,所以要買眼藥擦眼,治好眼睛的疾病才能看清楚教會的方向和目標。

  不過,聖經中說,神的眼目遍察全地的事實最令人得安慰。從創世記開始,祂不斷看顧人類,因為人是照着神的形像和樣式造的,祂又怎會撇棄自己眼中的瞳人呢(詩篇17:8)?所以當夏甲抱着以實瑪利在曠野迷路時,祂聽見了童子的呼聲,便使夏甲看見一口井可以解渴;神看見約瑟如何在埃及的牢中被冤枉入獄;神看見以色列人在埃及為奴四百年;神看見以色列人在士師時代如何犯罪;神又看見大衛如何被掃羅追殺;當然神也看見大衛如何犯罪。

  神今天仍然看見人類所受的一切冤屈和不公平,神說:“伸冤在我,我必報應。”今天我們除了看見物質的世界之外,我們有沒有屬靈的視力和洞察力,看見神與我們同在,用信心的眼睛看見將來神要彰顯的榮耀呢?聖經說屬靈的人看透萬事,我們若能看透萬事,必明白這世界不是永久的家了,只不過是暫時寄居的地方,我們的眼目應當仰望那創始成終的神和祂為我們所預備的家了,即使世局如何改變,真理才是永恆的,而耶穌就是真理。

(選自作者著:聖經與生物學,第十集。基督教天人社出版)

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