人类的眼睛是多么「失败的设计」?
半成品的眼睛毫无用处
我们眼睛的构造十分复杂。这么复杂的眼睛不可能是一下子就演化出来的。肯定得经过好几个阶段,才能慢慢地演化到位的。
不过,这时难免会产生让人产生这样的疑问:半成品的眼睛到底有何用处?于是,否定演化论的人开始提出以下的主张:
「眼睛这种东西,要完成了才有用,所以,它不可能是逐步演化而来的。半成品的眼睛,根本一点用处也没有。所以,生物(包含眼睛在内)肯定是出于某个目的而存在(想像中,它应该像神一般)一口气制造出来的。这样想才是合理的。」
这种想法被称为「智能设计论(intelligentdesign)」。事实上,这样的主张在一百年前曾反覆出现过。最有名的,当属英国的动物学者圣乔治杰克森麦沃特(一八二七到一九○○)针对达尔文的《物种起源》所进行的批判吧?
即使到了现在,仍有一定数量的人这样主张。的确,这样说好像也没有错。但,事实真的是如此吗?
有演化与没演化的差别
有某篇漫画中的虚拟人物,是个穷光蛋。因为没钱,所以买不起一整套西装。碰到得穿西装的场合,他也只能穿半套:前面一半。换句话说。从前面看,他确实穿了西装了,但从后面看,他却是光溜溜的。
假设穿西装是一种礼仪的表现,那不穿西装(比如说穿T恤或牛仔裤之类的)就是不礼貌的行为了。如果演化是朝有礼貌的方向在进行的话,那应该会从没穿西装的状态演变到有穿西装的状态。换句话说,演化会如以下所示:
没穿西装→有穿西装
不过,考虑到中间阶段,应该会有演化的时候(方向性选择)和没演化的时候(稳定化选择)。如果只穿上半身,下半身穿牛仔裤也可以,就勉强算是有礼貌的话,既然演化是朝有礼貌的方向在进行,所以,应该会发生以下的演化才是。
没穿西装→只穿上半身→有穿西装
不过,如果中间阶段是西装只穿前半身的话,那又将如何呢?从前面看,好像穿了西装,但从后面看,却是全裸的;这样实在很难说是有礼貌呀!不,应该说比没穿西装还要失礼吧?但,既然演化是朝有礼貌的方向在进行,那这样的中间阶段就不应该发生才是。
没穿西装→只穿前半身→有穿西装
是的,通往有穿西装又符合礼节之路,不会只有一条。有只穿上半身的路,也有只穿前半身的路。同样地,我们眼睛走过的演化道路,应该也有很多条。只是,有些路演化压根就不会走。
听到「半成品的眼睛」这句话,我忍不住在脑海里浮现组装到一半的机械画面。我们在组装机械时,应该都会先把零件一一制造出来,然后再把它们组装起来。因此,所谓「半成品的眼睛」,应该就是类似的状况吧?
比方说,晶体等眼球构造已经完成,却还没有连结到神经的眼睛。没错,这种发展到一半的眼睛,确实一点用处也没有。它就好像西装只穿前半身,不仅不合礼节,还失礼得很。因此,若演化是朝这条路线进行的话,那我们就无法想像眼睛这东西有在演化。只是,演化的道路不会只有一条,应该还有其他路线才是。
从各种眼睛得到的结论
要思考我们的眼睛是如何演化而来的,先让我们看看其他动物的眼睛吧!眼睛有各种不同的形态,就举其中最经典的几种来做说明。
「能分辨明暗的眼睛」是目前被认为最单纯的眼睛。能够感受光线的细胞被称为视觉细胞(或称为「感光细胞」),这许多视觉细胞排列在一起,形成一层膜,便是视网膜。
PhotoCredit:文经社提供图6-1:眼睛的演化
人类的这层视网膜覆盖在眼球的内侧表面(内壁),但也有生物的视网膜是在身体的表面。在身体表面的视网膜看上去就像斑点一般,故而被称为「眼点」(图6-1之①)。
拥有眼点的生物,能感觉自己的身体照射到光线,却不知道光是从哪个方向来。总之,它们能分辨的就只有明暗而已。这便是所谓的「能分辨明暗的眼睛」,例如:「刺胞动物」的水母,就拥有这样的眼睛。
比「能分辨明暗的眼睛」更复杂一点的是「能分辨方向的眼睛」。眼点的视网膜中间若凹陷呈杯子形状,那就不只可以分辨明暗,还可以分辨光的来源。这样的眼睛被称为「窝眼」(图6-1之②)。
如图6-1之②所示,窝眼的开口是朝上的。这时若光从右边来的话,就只有杯子左侧的视觉细胞会照到光;若从左边来的话,则只有右侧的视觉细胞会照道光。换句话说,看哪边的视觉细胞对光有反应,就知道光是从哪个方向来的。拥有这类窝眼的生物非常多,像软体动物的盖笠螺就是这样的眼睛。
然后,比「能分辨方向的眼睛」更复杂的是「能分辨形状的眼睛」。窝眼中间凹陷的部分没有改变,只是洞口变小了,这样的眼睛被称为「暗箱眼」(图6-1之③)。
暗箱眼的开口往中间收拢变窄,从外面进来的光线通过杯口时必须集中起来,等通过杯口后,才再度扩散开来,将上下左右颠倒的影像映照在网膜上。如此一来,便可得知所见物体的形状了。
暗箱眼是能分辨形状的犀利眼睛,却有一个很大的缺点。因为它的入口实在是太窄了,窄到能进入的光线太少。但也不能因为如此,就把洞口扩大。因为一旦如此,光源就无法集中在一点,影像就会变得模糊了。洞口越小,映入的影像就会越清楚鲜明,但也因为这样,影像会变得非常暗。像软体动物的鹦鹉螺就拥有这样的暗箱眼。鹦鹉螺的暗箱眼洞口算大的;因此,它所看到的影像应该会比较明亮,却有点模糊吧?但,还在可以忍受的范围之内就是了。
暗箱眼所见的影像,如果能聚焦的话就会非常暗,如果很亮的话就会非常模糊。不过,其实有一个方法,可以让影像既清楚又明亮。那就是把暗箱眼的洞口开大一点,再把晶体嵌入进去。洞口变大,可以让更多光线进来,就会变得比较明亮,至于聚焦的问题就交给晶体吧!这样的眼睛被称为「透镜眼」(图6-1之④)。我们人类的眼睛,正是这样的透镜眼。
眼睛演化的道路有好多条
人类的透镜眼是怎么演化来的?前面讲过先把眼睛的零件一一制造出来,再全部组装起来,这不失为一个方法。然而,这样的演化在现实中是行不通的。不过,演化的路线不会只有一条。例如,前面所说的从单纯之眼循序演化而来的道路,就是生物眼睛演化的整个历程。
身体表面的细胞变成视觉细胞,成为可以分辨明暗的眼点。然后,眼点中间产生凹陷,成为能分辨光线来源的窝眼。然后,原本向外张开的窝眼的杯口缩小,变成可以分辨物体形状的暗箱眼。然后,在暗箱眼的开口嵌入晶体,成为透镜眼。这便是现在我们所拥有的眼睛。
这样的演化路线,现实上是说得通的。因为,每个阶段的眼睛,各有其阶段性的任务,也发挥其阶段性的功能。然后,每个阶段的眼睛慢慢产生变化,逐渐演变成下一阶段的眼睛。所以说,我们现在拥有的透镜眼,真的有可能是演化而来的。
「半成品的眼睛没有任何用处」,反对演化论的智能设计论者是以这样的思维为前提,导出「眼睛不可能是演化而来的」结论。不过,还有一个前提,智能设计论者故意忽略没讲出来,那就是「演化的道路不会只有一条或少数几条」。所以,他们自然无法根据思考实验去想像眼睛是演化而来的。
然而,若能以「演化的道路有好多条」为前提,我们就能利用思考实验,想像出我们眼睛演化而来的过程。于是,「眼睛是演化而来的」这个说法,就一点也不奇怪了。
然而,刚刚利用思考实验所想像的演化过程(眼点→窝眼→暗箱眼→透镜眼),却不一定是真实的演化之路。因为想像得到的演化路线,应该有无数条。「眼点→窝眼→暗箱眼→透镜眼」的路线,充其量只是其中一条而已。
那么,我们的眼睛到底是走哪条路演化而成的呢?可能有人会说:既然是以前发生的事,那去查看化石不就好了吗?然而,遗憾的是,化石似乎无法回答这个问题。
人类是哺乳类,在动物的分类上,哺乳类再上一层是脊椎动物;换句话说,我们是脊椎动物中的哺乳类。目前发现最古老的脊椎动物化石之一,是出现在寒武纪(五亿四千一百万年前到四亿八千五百万年前)的鱼类:丰娇昆明鱼(学名:Myllokunmingiafengjiaoa)。丰娇昆明鱼是没有下巴的鱼,被归入「无颌总纲」。据说,这丰娇昆明鱼已经有透镜眼,只是无法从化石得知其细部的结构。
顺道一提,同样也是出现在寒武纪,却不是脊椎动物,而是与它血缘相近的皮卡虫(属名:Pikaia)就没有眼睛。目前知道的就只有这些,至于透镜眼到底是怎么演化而来的?仍是未解之谜。