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在生物进化的宏大叙事中，眼睛的起源一直是一个充满争议与惊奇的章节。长期以来，进化生物学家普遍认为，脊椎动物（如人类）与无脊椎动物（如昆虫或章鱼）的眼睛虽然功能相似，但其进化路径是截然不同的“平行线”。 ; S) }8 m* \4 l* j! [
然而，来自维也纳大学的一项突破性研究正在打破这一传统认知。科学家们在一种不起眼的海洋刚毛虫体内，发现了一套与人类惊人相似的眼睛生长机制——利用一种独特的感光蛋白来调控干细胞的增殖。这一发现不仅模糊了物种间的界限，更暗示了在五亿多年前的共同祖先身上，或许早已埋下了复杂视觉系统的原始蓝图。 . U3 F, j0 R; z4 O/ L7 k
隐藏在浅海中的进化“活化石”
3 ^1 e! E7 ]2 H% E5 s 这项研究的主角是杜氏扁形虫（Platynereis dumerilii），一种栖息在沿海浅水区的海洋环节动物。尽管这种生物在外观上与人类相去甚远，但它在进化发育生物学界却拥有“明星”般的地位。杜氏扁形虫保留了许多古老的遗传特征，被认为是研究两侧对称动物（Bilateria）最后共同祖先的最佳模型之一。 ( e. W& x6 m! {; b
维也纳大学分子进化生物学系的弗洛里安·雷布尔（Florian Raible）教授及其团队，联合不来梅港阿尔弗雷德·韦格纳研究所，对这种蠕虫的成体眼睛进行了深入剖析。与许多昆虫在成年后眼睛结构即固定的模式不同，杜氏扁形虫拥有一种令人称奇的能力：它们的眼睛在整个成年期内都在持续生长，体积不断扩大，甚至能够增加新的感光细胞以适应环境变化。
8 r8 j4 f2 U: Z+ v 这一现象引发了研究人员的好奇：这种持续生长的动力来自何处？通过高精度的单细胞RNA测序技术，研究团队在蠕虫视网膜的边缘锁定了一个特殊的细胞群。这一区域在功能和位置上，竟然与脊椎动物（包括鱼类和两栖动物）眼睛中的“睫状缘区”（Ciliary Marginal Zone, CMZ）惊人地相似。在脊椎动物中，CMZ是视网膜干细胞的栖息地，负责在生命过程中不断产生新的神经元；而现在，科学家证实，这种微小的海洋蠕虫竟然采用了一套几乎完全相同的细胞策略来维持其视觉系统的扩张。 p' M7 c" w9 s6 w0 Z3 j
“分子开关”的意外重逢：c-视蛋白的跨界功能
! G1 L* R& G2 M; N$ n 如果说结构上的相似性仅仅是进化的巧合，那么分子层面的证据则指向了更深层的联系。该研究的第一作者、神经科学博士纳贾·米利沃耶夫（Nadja Milivojev）在分析这些干细胞的基因表达谱时，获得了一个意想不到的发现：这些驱动生长的干细胞并非受到常规发育信号的调控，而是直接受到一种名为c-视蛋白（c-opsin）的感光蛋白控制。
q* j: L. ?: H) y0 C0 J 在光生物学领域，视蛋白通常被分为两大类：主要存在于无脊椎动物复眼中的“横纹肌型视蛋白”（r-opsin），以及主要存在于脊椎动物视杆和视锥细胞中的“纤毛型视蛋白”（c-opsin）。长期以来，教科书告诉我们，无脊椎动物利用r-opsin看世界，而脊椎动物利用c-opsin。 9 i4 m' y2 c" N- g A
7 }( v+ _3 d: h. v 【左图】海洋刚毛虫杜氏扁形虫（Platynereis dumerilii）。成熟雌性个体照片。图片来源：Florian Raible。【右图】蠕虫复眼，可见正在分裂的细胞被染成黄色。图片来源：Nadja Milivojev。
9 _5 Y- x( [: l2 C9 ^( G O 然而，在杜氏扁形虫的眼部干细胞中发现c-opsin，彻底颠覆了“各司其职”的简单二分法。研究表明，这里的c-opsin并非直接用于视觉成像，而是扮演了一个“分子开关”的角色。它能够感知周围环境中的光照强度，并将这一物理信号转化为生物化学信号，进而调节干细胞的活性。当光照条件改变时，c-opsin会指令干细胞加速或减缓分裂，从而精确调控眼睛的生长速度。 " |2 ?! Z L' h7 [6 _
这一发现具有深远的进化意义。它表明，利用c-opsin来感知光线并调节神经系统发育，可能是一种极其古老的机制，早在脊椎动物和无脊椎动物分道扬镳之前就已经存在。这种机制在人类进化的漫长历程中可能被重新利用，最终演化成了我们视网膜中负责捕捉光子的核心元件。 + G7 T1 ]- p5 M$ B- e
光照、生态与神经可塑性的交响曲
a& Y: u" c/ y. I. L D 这项研究不仅在分子进化层面提供了新的拼图，更为理解环境如何塑造生物体提供了全新的视角。对于杜氏扁形虫而言，眼睛的持续生长并非一种奢侈的生理功能，而是生存的必要手段。
3 V; T9 N; [, N9 N6 T 这种蠕虫的生活史充满了变化。它们从浮游的幼虫发育为底栖的成虫，生活环境的光照条件会发生剧烈波动。通过将环境光信号与眼部生长机制直接耦合，杜氏扁形虫进化出了一套极具适应性的生存策略：光线不仅是它们感知的对象，更是塑造它们感知器官本身的“雕刻刀”。这种“环境-发育”反馈机制（Eco-Devo）确保了生物体能够根据外界条件动态调整自身的神经系统结构。 4 Q K* y# }7 p% ?' \
这一机制的发现，也为神经科学提出了新的问题。在脊椎动物甚至人类的大脑深处，是否也残留着类似的、由光或其他环境因素直接调控的干细胞群？长期以来，人们认为成年哺乳动物的中枢神经系统缺乏再生能力，但刚毛虫的例子提示我们，在进化的早期阶段，神经系统的可塑性远比我们想象的要高。 ! ~9 r8 n* D9 h; q r, N5 t
资深作者克里斯汀·特斯玛-雷布尔（Kristin Tessmar-Raible）指出，这项基础研究揭示了生物复杂性中未被探索的维度。当我们理解了光线如何通过特定的分子通路影响古老物种的神经发生时，我们实际上也在探寻光污染对现代生态系统的潜在影响，甚至为未来人类神经修复医学提供可能的理论灵感。 - g+ E- Y6 Y h) y
从微小的海洋蠕虫到复杂的人类之眼，进化并没有抹去所有的痕迹。通过这项研究，科学家们仿佛在五亿年的时光隧道中听到了一丝回响：那些在此刻驱动蠕虫眼睛生长的古老细胞和蛋白，或许正是构建我们视觉世界的原始基石。这一发现再次证明，在探索生命奥秘的征途中，最简单的生物往往掌握着解开最复杂谜题的钥匙。 ! C: n+ o9 o5 e, _1 b
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