为什么狗眼睛会是蓝色?
这个问题很有意思,我虽然不懂眼科但略知皮毛。从光学角度看问题(以人眼为模型),人的视网膜上有两种细胞,锥状细胞(Cone cell)和杆状细胞(Rod cell),分别负责光刺激(Photostimulation)和暗环境下的视觉(Night vision)。在正常情况下,我们看到的东西都是通过锥状细胞完成的。而杆状细胞在黑暗环境中起着至关重要的作用。它没有锥状细胞那么高分辨率(每个锥状细胞有1.25亿个神经元,每平方毫米的视网膜平均有600个杆状细胞;而每只猴子的杆状细胞只有300-400万个神经元),但它能在无光的环境中感知物体,并给大脑传递信号。
在杆状细胞中,有一种特殊的分子叫视紫红质(Rhodopsin),它是一种感光蛋白,能够吸收光源中的光子。而在正常的情况下,视紫红质是由一个分子组成的。但是,在黑暗中,为了适应环境,杆状细胞会合成更多的视紫红质二聚体(Rhodopsin dimer)。这些复合物吸收到光子后,产生自由基(Free radical),继而激活某些酶。这些反应最终导致了动物在黑暗中出现视力(夜视能力)。同时,这种能感受光刺激的视紫红质具有钙通道的作用,可以调节细胞内的钙离子水平,从而进一步激活许多与信息传递相关基因的表达,这些基因产物最终构成了神经递质或调质。
我们可以得出结论,只要视紫红质能够被激活,不管它是以单体形式存在还是以二聚体形式存在,都能产生相应的生理效应。 那么现在的问题就在于,为什么人类在进化时保留了这种在暗处增强视力的能力,而其它一些灵长类动物却放弃了这一能力呢?这是因为,这种能力的丧失意味着失去对黑暗环境中的威胁缺乏敏感性的机会,而获得这种敏感性则需要付出哺乳动物在幼年期消耗更多能量的成本。对于人类来说,这个权衡有利于人类的生存和发展。
关于这个问题还有另一个有趣的研究。最近,有研究小组发现,视紫红质对可见光敏感的程度会随着年龄的增加而降低。也就是说,随着年龄的增长,我们越来越“看不见”,这也许能够部分解释为何老年人都患有“老花眼”。