(32275)

色盲曾是生存優勢!遠古時期哺乳動物靠它存活,而今卻是遺傳疾病

EDEN

就現在來說,色盲可以說是一種相當不方便的視覺障礙

但從遠古時代來看,色盲居然可以成為動物的優勢

一起來看看這其中的奧義吧~

--------原文如下-------

「原來你是紅綠色盲(色弱)啊?!」

「那你看國旗是什麼顏色的?還有寶強的帽子是什麼顏色的?」

這是一個色覺認知障礙者常常要面對的情景,天知道他在決定公開這個秘密的時候經歷了多久的掙扎。

1498035031-7702-93-7990-2438000273d31ee0db87

很多人對色盲或色弱有著不小的誤解,雖然關於色盲症的研究早在兩百多年前就已經出現了。

英國著名的化學家、物理學家道爾頓就將自己的親身經歷寫下,成為了最早的一份色盲研究材料。

1498035032-9111-93-7423-243900054ea6b9424659
約翰·道爾頓

道爾頓發現色盲的經過版本不止一個,其中最廣為流傳的就是道爾頓買襪子的故事。

據說在道爾頓28歲時,他到百貨商店挑選一件合適老人家的禮物,打算在母親生日那天送給她。

他在眼花繚亂的貨櫃裡尋覓,猛地突然發現了一雙頗為高級的襪子。

1498035032-5783-93-5023-2434000467e0dbcc8c5e

這襪子做工精美,款式大方,最重要的是那棕灰色的外表,低調而內斂,送給母親再合適不過了。

可等到道爾頓將這雙精心準備的襪子送到母親手中的時候,母親著實嚇了一大跳。

道爾頓口中棕灰色的襪子分明是鮮豔的櫻桃紅色,起初家人還以為這是一個充滿幽默的玩笑。

但看著道爾頓那認真的眼神,他們又疑惑了起來,這究竟是怎麼一回事?

1498035032-4193-93-9647-243900054ea5d3777a32

道爾頓的內心也充滿這疑惑,從此便開始研究起了人類的色覺識別問題。

這個廣為流傳的「媽媽的襪子」故事中,顯然存在很多不能完美解釋的疑點。

這個故事也經不起考證,最早出現在一本道爾頓的傳記中,參雜了很多文學創作。

但道爾頓對色盲的研究的的確確存在,他在1798年發表了第一篇關於色盲的論文。

論文中提到,因為植物學的研究,道爾頓在與花卉打交道的過程中逐漸發現了自己異常的色彩識別能力。

1498035032-1328-94-4830-2434000467dfbd3140a3

經過後人的不斷研究,發現色覺異常的現象有很多很多種表現形式。

分為全色視覺異常、雙色視覺異常、單色視覺異常,根據程度的不同被稱為色盲或者色弱。

很多人認為這時色盲色弱是一種遺傳疾病,是一種缺陷,「盲」和「弱」都可以體現出其性質。

然而這個觀點不全對,人類色覺異常的淵源並沒有那麼簡單,甚至可能是一種優勢!

1498035032-8960-95-4367-243900054ea744a15cda

要解釋清楚整件事還要從眼睛的進化開始講起。

眼算得上是地球生物最精妙的結構之一了,它的起源之謎困擾了很多代人。

連提出自然選擇學說的達爾文也曾表示過眼睛的起源很難用進化的觀點解釋

這也被一些進化論的反對者當作宣揚神創論最好的工具。

1498035032-9958-94-7705-2438000273d655d0082f

今天,我們對生物的進化有了更加深入的研究,才得以還原眼睛進化的歷程。

在上個世紀九十年代,分子進化的新研究成果表明,地球上所有生物的眼睛都是單次起源的產物。

最早最原始的眼睛結構非常簡單,僅僅由個別含色素的感光細胞組成,稱之為眼點。

1498035032-5101-94-2666-243b000465ef932ce596

渦蟲呆滯的眼點就是一種比較原始的眼睛

這種簡單結構只能感受光照,並不能夠成像。

但對那個時期的生物而言,光線突然變化就很可能意味著捕食者的接近,能感受到這樣的變化就帶來了巨大的生存優勢。

這一結構出現之後,為了更加精准地感知具體方向的光線變化,感光細胞逐漸向內凹陷。

由平面向坑狀、碗狀、半球狀變化,最終形成的結構像是一個擁有小孔的球形。

1498035032-3045-94-5773-26e30001c56999422c0f
眼睛進化示意圖

這樣的結構有兩個巨大的優勢,一個是具有很強的方向性,能夠判斷具體某個方向的光線變化。

二是利用小孔成像原理,能夠模糊地感知物體的運動。

最後發展成擁有角膜、晶狀體等結構的高級結構,也就是現在大部分高級動物的眼睛。

1498035032-1662-94-5234-243b000465f1eedf823a

這種眼睛在5.4億年前的脊索動物身上就已經存在了。

在眼睛結構變化的同時,視網膜上感光細胞也有了很巨大的發展。

在約6000萬年的時間裡,眼睛裡感受顏色的視錐細胞從1種增加到了4

每種視錐細胞都擁有不同的視蛋白,可以感受不同頻率的光線,從而形成彩色視覺。

1498035032-3473-94-2552-26e30001c56a63175d3f

此後的幾億年時間裡,大多數的脊索動物都擁有這樣色彩豐富的眼睛,包括哺乳動物的祖先以及恐龍。

它們眼中的世界比如今任何哺乳動物的世界都要更加豔麗豐富。

到恐龍時代,哺乳動物被打壓成為了弱勢群體,幾乎沒有太多的生存空間。

哺乳動物也只好另闢蹊徑,保持小巧的體型,在恐龍的襠下「苟且偷生」。

1498035032-7647-95-6130-243900054ea8e1bb61bc

恐龍時代的一種小型哺乳動物

因為恐龍冷血的屬性,在夜間溫度較低的時候行動會變得遲緩,對哺乳動物的威脅也降低了不少。

所以那個時期幾乎所有的哺乳動物都是夜行性動物

晝伏夜出的生活方式對眼睛又有了新的要求。

原本的四種視錐細胞在夜晚昏暗的環境中不再是一種優勢,反而是很大的劣勢。

1498035033-7225-96-3537-2434000467e1cdec7fd7

在三疊紀晚期至侏羅紀早期生活的一種哺乳動物

在生存的壓力下,哺乳動物在原本視錐細胞的基礎上突變出了一種全新的視杆細胞。

視杆細胞對識別顏色沒有任何貢獻,但是卻能感受微弱的光線。

這一變化讓哺乳動物更加適應夜行的生存方式,視杆細胞在數量上也迅速超過了視錐細胞。

但這還不算完,哺乳動物後來還丟掉了兩種視蛋白,只剩下了兩種視錐細胞,以現在的標準來看,就是妥妥的色盲。

1498035033-6025-95-7220-2438000273d5532646bd

人類的眼睛擁有1.2億個視杆細胞,600~700萬個視錐細胞

約6500萬年前,某種災害導致了恐龍的大危機,所有體型龐大的恐龍都因為生存壓力驟增而喜聞樂見地滅絕了。

而體形小巧在夾縫中生存的哺乳動物迎來了「農奴翻身做主人」的絕佳良機。

我們的祖先當然沒有放過這個機會,開啟了哺乳動物崛起的新篇章。

1498035033-1120-95-9685-243a0004819422c2dfce

短短2000萬年的時間,哺乳動物這幫色盲就稱霸了整個大陸。

至今,整個哺乳動物家族幾乎全是紅綠不分的色盲。

而人類很幸運也很特殊,我們祖先的綠色視蛋白發生了一些變異,感受光線的波長範圍出現了偏移,擁有了全新的紅色視蛋白。

1498035033-8087-95-4344-243a0004819517f09011

人類三種視錐細胞的峰值

一種理論認為,紅色視蛋白的出現有利於靈長類在樹梢上發現成熟的果實,所以在這一性狀得以保留。

到人類出現,藍、綠、紅的三色視覺系統依舊穩固。

聽起來似乎這樣的配置也算得上優良,但其實並不是。

1498035034-3089-95-9262-26e30001c56c90bc7f99

由於紅色視蛋白與綠色視蛋白的曖昧關係,兩者最敏感的波長只相差30納米。

可見光譜的波長範圍約有200納米,實際上人類的三色視覺並不能比較全面的覆蓋整個可見光譜。

和鳥類、魚類、爬行類等動物的眼睛相比,某種程度上人類依舊還是個色盲。

1498035033-6106-95-2641-2434000467e257ba38b1
人類與皮皮蝦的色覺對比

除此之外,由於控制兩種視蛋白的基因位置非常靠近,容易出現異常,從而喪失或降低對相應色彩的感受能力。

這部分人就是我們所說的色盲或者色弱患者。

其中就以紅綠色盲或色弱居多,他們有不同程度的色覺障礙,表現在區分紅綠兩色的能力上。

1498035033-6184-96-5578-243b000465f226f82bb2

請點紅綠色盲視覺下的老虎,這也是老虎一身橙裝卻能悶聲發大財的原因擊此處輸入圖片描述

作為一種缺陷,理應在自然選擇下被淘汰才是,可色覺障礙人群的數量竟然占全人類的7%-10%。

一般認為,一種隱性遺傳疾病,發病率大於5%,那就表明這種性狀具有一定的遺傳優勢。

根據1992年發表的一篇文章中的觀點,色盲或色弱患者在黃棕色區間的色彩敏感度要高於一般人。

具體表現為在自然環境中可以更快地識破獵物的保護色偽裝。

1498035034-6744-96-3630-243b000465f3364ebbb0
你能找到圖中的狙擊手嗎?

除此之外,一些色盲患者還擁有極強的夜視能力。

傳聞說一戰時,英軍在夜晚派出的偵查員有很多都是色弱或者色盲的士兵。

這些缺陷帶來的優勢或許能得出一種全新的觀點。

色盲色弱的高發並不是因為還沒來得及被自然淘汰,恰恰相反,很可能是因為優勢而保留下來。

1498035034-2551-96-8081-26e20001c52ef5a37ca3

如果說三色視覺在採集果實時擁有優勢,那同樣的色盲在狩獵中也擁有不小的優勢。

歷史上人類的生存方式從採集向狩獵轉變,男性成員外出狩獵,女性成員則負責採集果實。

原本是不適應環境的性狀又人為地轉變為優勢性狀,群落中色盲的成員逐漸增多。

直到人類文明的爆發式發展,知識技術替代了這些身體能力。

這會不會才是色盲高發的真正原因?

1498035034-6648-96-7595-243a00048196ec245683

也許色盲或色弱的你,祖輩正是部落裡的精英!

可如今卻成為了弱勢群體,要面對各種各樣的歧視與偏見,令人感慨。

在我國,色弱色盲患者們面臨著重重阻力,首當其衝的便是機動車駕駛問題。

很多國家都已經改進了交通信號燈的設計,讓很多色覺障礙者也能坐上主駕駛的位置。

1498035034-1902-96-7850-26e20001c5303528fc76
一種為色盲色弱人士改良的交通燈

希望在未來,能在國內見到這樣的簡單又有意義的改進。

缺陷也好優勢也罷,曾經靠身體生存的人類早已走向了依靠頭腦與協作的社會生活。

無視優劣的一視同仁,不應該才是我們發展的終極目標嗎?

VIA:toutiao