驯鹿

注册

 

发新话题 回复该主题

跟其他动物相比,看不见紫外线的眼睛,恰恰 [复制链接]

1#
北京白癜风哪里医院好 http://www.txbyjgh.com/

很多动物都能看见紫外线,人类却看不见。

看见紫外线的动物,从天空一直到海洋。从无脊椎界的昆虫,到脊椎界的飞鸟游鱼,还有哺乳动物里的蝙蝠、鼹鼠和驯鹿。

你眼中花朵的色彩跟蜜蜂眼中的色彩不同,它根据花瓣上的紫外线辨认花朵。

你眼中的鹩哥浑身漆黑,但在它同伴眼中,鹩哥羽毛上闪耀着五彩斑斓的黑。

就连只能看见黑白两色,高度色盲的鲨鱼,都能看见紫外线,它的视线比你的更敏锐,能追踪到深海里的猎物。

积雪覆盖的大地上,你找不到北极熊的身影,但驯鹿能看见北极熊毛发上反射的紫外线,提前避开天敌。

人眼看不见紫外线,这双缺失紫外线视觉的眼睛,却比能看见紫外线的眼睛更加先进。

为什么人眼更先进?这要从地球上的生物抵抗紫外线的进化之路说起。

紫外线的危害

地球上第一个生命诞生在35亿年前,但是10亿年过去了,大气里一直都没有氧气。直到24亿年前,出现制造氧气的蓝藻,大气层里的氧气才开始急剧增加。直到4亿年前,大气中氧气含量达到现代浓度。

在氧气增加的这20亿年里,地球上的生命也开启了爆发式的增长,更复杂的多细胞植物和动物开始在陆地定居。穿越大气层的紫外线,是地球生物的最大杀手。幸运的是,随着氧气的增加,我们还收获了阻挡紫外线的防线--大气里的臭氧层。

大气层里臭氧含量的多少取决于氧气浓度的高低。氧气分子(O2)在高空太阳辐射下,分离出氧原子(O),再与氧分子(O2),结合形成臭氧(O3)。臭氧浓度只占大气层的百分之一,但它对我们至关重要。

臭氧能有效吸收对生物有害的短波光线,让阳光中无害的长波辐射通过。臭氧几乎能完全吸收波长nm以下的短波紫外线(UVC),吸收大部分波长~nm的中波紫外线(UVB),只放过波长大于nm的长波紫外线(UVA)抵达地面。

平时照在我们身上的太阳光,可见光不会对我们造成明显伤害,但紫外线能穿透皮肤表面,给我们带来严重影响。

紫外线能摧毁生物体的遗传物质DNA、RNA,还有蛋白质分子结构,导致细胞变性或死亡。如果生物细胞没有死亡,也会受伤,引发变异现象,就像我们熟悉的皮肤癌。

波长越短的紫外线,对生物体的伤害值越高。当紫外线波长从nm降低到nm时,紫外线对DNA的损伤度增加4个数量级。波长在~nm的短波紫外线对生物组织的损伤最大。我们身体里的遗传基因载体DNA和RNA,会大量吸收短波紫外线,尤其是波长~nm的紫外线对DNA杀伤力最强。长期经受短波紫外线照射,生物无法繁衍,终将灭亡。紫外线杀菌灯发出的就是UV-C的短波紫外线,灭杀细菌的效率高达99.99%。

面对阳光中的紫外线大杀手,地球有2个好消息。一是臭氧层抵挡了大部分有害短波,另一个好消息是,地球上的生物进化出有效的防御机制,许多生物体可以自行修复紫外线造成的部分损伤。能够应对紫外线的生物,获得生存优势,例如我们人类自己。

看不见紫外线的眼睛

对生物来说,能看见紫外线需要付出代价。直达视网膜的紫外线,会损害视网膜细胞,让眼睛老化得更快。大多数能看见紫外线的动物,寿命都不长,比如昆虫、鸟类,还有哺乳动物中,能看见紫外线的啮齿动物和有袋类动物。它们不能久用的眼睛恰恰匹配了生命的长短。不过,也有少数特例,鹦鹉的寿命很长,超过50年。它用什么办法弥补紫外线的伤害?这个问题还没找到答案。

人类的双眼看不见动物能看见的紫外线,原因是我们眼睛里的晶状体吸收了紫外线,让它无法触及眼底。

如果能看见紫外线,我们眼中的世界会变成什么样?这个问题并不难回答,只要看看画家莫奈晚年的《睡莲》画作,你就能知道加上紫外线后,世界的色彩。

莫奈老年患上了严重的白内障,视物昏花,做过2次晶状体摘除术。手术之后,莫奈视力有所改善,但副作用是他能看见紫外线了。莫奈手术之后继续绘制睡莲的系列作品,色调比之前的色调更偏向蓝紫色。在能看见紫外线的画家眼中,世界是蓝紫色的。

眼睛里的晶状体,正是我们应对紫外线的最好防御武器。它像大气层里的臭氧,吸收了阳光中的紫外线,只让可见光抵达视网膜。为了预防自身在吸收紫外线时被氧化,晶状体还有一系列抗氧化的防御系统,配置了多种酶类和非酶类的抗氧化物质。这些物质能保护晶状体不被氧化损伤,保持清晰透明。

我们眼中出现白内障现象,是长寿的一个标志。只有长时间对抗紫外线的晶状体,才会出现抗氧化物质被大量消耗,导致可溶性蛋白减少,不溶性蛋白增加,晶状体由透明变浑浊。

在对抗紫外线的进化路上,人类装备了吸收紫外线的晶状体。跟其他动物能看见紫外线的眼睛相比,这双看不见紫外线的眼睛,使用期限更长,也更加精致。

放眼看世界,不愧是人族。

分享 转发
TOP
发新话题 回复该主题