首頁 40億年地球生命簡史

第七章 視覺——來自盲目之地2

雖然多佛對視紫紅質吸收綠光充滿信心,但她其實隻是在賭運氣而已。視紫紅質適應環境的能力十分驚人。我們常形容大海是深藍色的,那是因為在水裏,藍光可以比其他波長的光穿透得更深。紅光很快就會被水吸收掉,走不了太遠,黃光可以穿透得深一點,橘光再深一點。但是到了20米深時,剩下的陽光多半就是綠光和藍光,而且越深越模糊。藍光會四處散射,因此讓深海中每件東西看起來都藍影幢幢。魚眼中的視紫紅質就變得很適合吸收這種藍光,這種現象叫作光譜微調(根據背景環境調節吸收光波的範圍)。我們還會發現,在水深80米左右的地方,魚眼中的視紫紅質特別適合吸收綠光(波長約520納米),但是到了200米的深處,在殘餘不多的微光裏,魚眼中的視紫紅質變得適合吸收藍光(波長約450納米)。很有趣的是,前麵我們提過的熱泉螃蟹,卻和上述變化趨勢相反。這種螃蟹的幼蟲生活在比成年螃蟹更淺一些的海水中,它的視紫紅質特別適合吸收藍光,波長450納米。但是隨著成年螃蟹往更深處下降,**視網膜裏麵的視紫紅質,卻專門吸收波長490納米的光線,更接近綠光。雖然隻有40納米左右的偏移,卻十分耐人尋味。既然盲蝦的視紫紅質更適合吸收波長500納米左右的綠光,多佛有理由特別關注這一點點偏移。

人類的彩色視覺也依賴視紫紅質光譜微調的能力。在我們的視網膜裏有兩種感光細胞,視杆細胞和視錐細胞。嚴格來說隻有視杆細胞才有視紫紅質,而每種視錐細胞含有三種視錐蛋白的一種。不過這種區分對我們來說並沒什麽用處,因為其實上述所有這些視覺色素的基本構造都一樣,原則上都是一個很特別的蛋白質,叫作視蛋白,它嵌在細胞膜上來回折疊數次,然後和一種叫作視黃醛的分子結合。視黃醛是維生素A的衍生物,它是一種色素,同時也是唯一真正負責吸收光線的分子。當視黃醛吸收了一個光子,分子會被拉直變形,這種變形足以啟動一係列的生化反應,最終會把“有光”的信號送進大腦。