藏在扇贝200只眼睛里的秘密

　　如果你凝视肉肉的扇贝的肚子，你就会惊讶的发现，扇贝其实同样凝视你――在扇贝身上，有200只眼睛在闪耀。然而，因为扇贝一直在不停地寻找漂浮着的食物粒子，它们并不会显示出自己对人类的看法。

　　至少，自20世纪60年代开始，科学家就知道扇贝使用眼睛背面的镜子来把前方的光线和相关图像投射到它们的双视网膜上。这项研究结果是一位专门研究动物视觉的先驱Michael Land的杰作。然而，这位科学家不曾知道扇贝眼睛背后的镜子是由什么材料构成的、它们又是如何工作的。他猜测，这些镜子中一定会有鸟嘌呤晶粒。然而，那时的显微镜技术把镜像组织脱水了。因此，在Michael Land展开研究之前，样品就已经被毁掉了。



图注：扇贝的蓝色眼睛

　　如今，在一篇2017年12月1日发表在《科学》期刊的论文中，来自以色列魏兹曼科学学院和瑞典隆德大学的研究人员宣布：他们已经破解了扇贝眼睛的秘密。

　　在扫描电子显微镜下研究镜像组织的同时，科学家快速冻结了镜像组织。这种电子显微镜技术有一个炫酷的名字――低温扫描电子显微镜或冷冻扫描技术。他们发现镜像组织确实是由鸟嘌呤晶体组成的。但是，这种镜像组织有一些奇怪但有力的地方。



论文中的这幅图从侧面展示了平整的方形晶体层

　　在自然界中，鸟嘌呤并不非常罕见，科学家在某种特定的白色蜘蛛、变色龙的皮肤和小型的彩虹色甲壳类动物中都发现了这种物质。

　　然而，通常鸟嘌呤晶体一旦形成，就变成了棱镜状――这并不是一个能够精确地把光线投射到眼睛晶体中的形状。对于扇贝来说，精确度是非常重要的，因为它们眼中的晶体完全不能折射光线，因此不能精确地聚焦在图像上。



冷冻扫描技术显示了扇贝眼睛活体细胞中的鸟嘌呤晶体

　　科学家发现，在扇贝眼中，镜像组织发挥了聚焦的作用。由于镜像组织内部的鸟嘌呤有精密的结构和形状，因此能够实现聚焦。

　　每个单一的鸟嘌呤晶体都是一个微小的方形，而不是棱形。这些微小的方形晶体平铺在扇贝的眼睛里，共同堆挤成弯曲而凹陷的无缝层――它们平整而闪亮的前端规整地位于扇贝的视网膜中。

　　你可以想象，它们就像是一堆棋盘，其形状类似层叠的卫星接收板。研究人员将这些堆挤一起的晶体的结构与反射式望远镜的弯曲的部分做对比――结果表明，镜像组织是一种有力的聚焦机制；有了这一机制，扇贝的每只眼睛都能将其注意力传送到空间中的不同部分。

　　遗憾的是，目前研究人员仍然不知道为什么扇贝能够如此精确地控制这种晶体的形成。



　　蝌蚪五线谱编译自livescience，译者 晴空飞燕，转载须授权