生命與人：光感應系統的演變與統合（下）

綠色蛞蝓在幫助科學人推演生命史的演化中應該可以扮演重要的角色，畢竟，現在雖然有一些古老的生命體是以真核細胞為成員，但卻很少有多細胞動物體可以單靠光合作用維持生命的。

關於這點，陸生蛞蝓因為其具備初步的脊索與柄眼，因此被視為最早演化出脊索神經系統的物種範本。由於脊索神經系統被認為動物界中相當晚才開始出現的結構，綠色蛞蝓之成功，顯示脊索的出現並不會妨礙光合作用的運作。

當然，綠色蛞蝓之成功並無法保證其他脊索動物也可以成功自行進行光合作用、獨立營生，尤其是人類 —— 畢竟，人體生理功能要正常運作所需要的營養分子太多，地球生態系統經過長時間的演化，合成了太多新的化合物，光靠光合作用所合成的葡萄糖，絕對無法應付人類活躍生活需求的龐大的能量和營養。

另一方面，陸生蛞蝓的原始神經系統也讓許多生物人認為脊神經管應該是在陸地上成功演化而出的。既然陸生蛞蝓已經有了最原始的柄眼，我們若以其為參照點，比對動物界存在的光感應系統，或許可以對人類的（可見）光感應系統是如何演化出來的有一個初步的概念。

當然，在這裡我們要說明的是，在物理學上，一般所說的光其實是一種電磁波，只是人類眼睛的感光色素所可以偵測的光波長約在400到700nm之間，而這既是人類可見光的範圍，也是人類眼睛可以感應的光波範圍。更重要的是，人類的眼睛被認為與蛞蝓的眼睛算是同源，都可被視為脊神經系統的一部分，所以，也有生物學家是以蛞蝓的神經組織為起點，研究人類複雜的眼睛與大腦是如何演化而出的。

只是，在這裡，我們要回顧的是，到底在生命的演化過程中，單細胞生物的眼點是如何轉化成蛞蝓的柄眼的？

首先，我們要了解現今的生物界中存在各式各樣的眼睛，但這些眼睛與蛞蝓的柄眼之間的關係，其實仍存在許多謎題，需要好好檢視。

比如說，蛞蝓的柄眼為什麼不能像燈籠魚ㄧ樣發光？如果，人類能夠有一對會發光的眼睛，我們不就可以省下很多電費？

這是一個很有趣的想法，不過燈籠魚的發光器是由表皮細胞、而非感光細胞演化而來的。更重要的是，人類的視覺系統的反應也是因為感光細胞被光啟動所造成的，因此，要讓植物或動物成為「發光體」或許不是難事，但「可以發光」與 「可以感光」與「可以看見」在生命史上牽涉到的是兩種獨立演化的機制。

或者，我們也可以問，為什麼蛞蝓的柄眼是長在頭部的前面，而不是後面？長在頭後方，不是可以檢查背後有沒有敵人？

基本上，我們從蛞蝓的眼睛可以知道其主要是順著光的方向找食物的，如果受到驚嚇就由頭部開始轉換方向。所以，蛞蝓的行進方向基本上應該是向光的，而其攝食的部位也是朝前的，在這種情況下，柄眼面對的方向一般就稱為前方。（向前走基本上也是人類最順的動作方向吧？）

不過，如果可以像水母一樣，隨波漂浮，不是很輕鬆嗎？

水母確實應該可以幫助我們解析光感應系統的演化，尤其是我們如果可以注意到其體制與蛞蝓有很明顯的不同。水母沒有明顯的頭部，也沒有前後左右的分別。但是、水母卻有明確的上下之分，水母的口在下側的中心處，而且水母也有明顯隨光的變化而在海中上下游動的特點。

水母這種上下游動的行為應該是隨海中浮游生物的運動而演化出的。既然大多浮游生物都是過者白天下沉、黑夜上升的遷徙生活，以這些浮游生物為食的水母產生這種光週期現象也自然可以被視為一種適應性行為了。

就生命的演化史而論，比較重要的問題或許是：水母的光感應活動可以被視作一種神經系統的作用嗎？

其實，水母的光感應系統相當晚才被科學家所重視與研究。不過，因為體制的不同，水母的感覺系統是分佈在觸鬚的末端，雖然是在口部的附近，但卻算是在身體的下方（也就是底部）。

至於，水母的「眼睛」和人類的眼睛算是同源嗎？這就比較難回答了。不過，海中的光環境與陸地的光環境不盡相同，如果蛞蝓的柄眼是從水母或水螅一類的刺胞動物祖先在登陸後所產生，想必也經過一番體制上的大變革，才「創造」出「柄眼」這個機關，讓脊索動物的後代有機會演化出更複雜的眼睛。

總之，雖然水母曾被視為「隨波逐流」，無法自主規劃運動方向的低階生命體，不過越來越多研究顯示，它們雖然沒有「集中式」的神經組織，但它們的活動也有基本的光週期現象，所以，動物體中獨有的神經元可能是在海中就演化出來的。

在此要說明的是，脊索動物及其後代的感光細胞接受到光後，除了感光色素的化學結構外，最重要的反應就是引發神經元（或稱神經細胞）的電位變化，將光反應轉變成電訊後，而這種反應是植物體並不具備的。捕蠅草雖然可以吞噬蟲子，但並不是（動物）神經元作用的結果。

因此，要研究蛞蝓的柄眼的祖先不免要調查一下（動物的）「神經細胞」是何時演化出來的？ 既然水母之類的刺胞動物似乎已有初步的光感應系統（以及其他形式的感應細胞）並且可以以之從事攝食，我們可以推斷動物最早的光感應系統是因為想要增大攝食量或從事更有效率的獵食行為所產生的嗎？

也許可以。我們可以想像，在地球生命史的早期，雖然有些生命形式得到了將光轉換成生命能量的能力，但也有許多生命形式雖然不會行光合作用，卻具有將其他生命分子轉換成生命能量的能力，所以他們可以靠捕食其他生命維生。

這種能力雖然在單細胞的層次就可以做到，比如說有一陣子在馬祖掀起的追看藍眼淚的觀光熱潮，其實就是一大堆異營性的渦鞭毛蟲，在夜間捕捉一些浮游生物的場景。不過，這些有鞭毛的生物體其實一般不被視為多細胞生物，而是被視為原生生物，所以不具有嚴格的分工情形。他們固然會聚在一起行動，但彼此並不具備責任分工的情形。

當然，這不免牽涉到對「神經元」的認定問題，一般動物學家認定的神經元，要發生在產生功能分工的動物體中。比如說，蛞蝓就被普遍認可是一種已有分工的多細胞動物、水母則是近來才被認為是具有初步分工的多細胞生物。

我們可以找個比水母更原始的生命形式如海綿來比對，或許就可以有一個比較清晰的脈絡。

當然，我們要在這裡提醒喜歡「海綿寶寶」卡通的讀者們，這裡所說的海綿不是塑膠製品，而是一種起源相當古老的水生生物，是一種介於單細胞生物和多細胞生物的生命形式。

這種活的海綿體，基本上是一個有很多水孔的水管系統，由許多細胞共同組成，利用水流進出共同體的水孔內外以進行各種生理功能。然而，雖然海綿可以彼此感知並且溝通，而且體內有數種細胞類型，但海綿細胞是「全能」的，每一種細胞都可以視情況轉換成其他類型。

打個比喻來說，如果我們將海綿視作一個團體，每個海綿細胞都可以是清潔工，也可以是廚師，大家可以輕易的互換角色，即使有細胞罷工或離職，也可以輕易找到替代的細胞。當然，這種分工方式固然平等，也被視為太過簡單，無法應對複雜而多變的生態環境，也無法發展出更複雜的生命體制。

當然，如果以其與人類來對比的話，人類固然完成了許多改造生存環境的任務，但是設計與發展複雜的結果，也很容易造成組織、器官、系統間的功能失衡，甚至難以修復的狀況。

最後，我們可以藉由生物分類學上的一些觀念比對來回顧一下動物光感應系統的演化：

第一，神經元應該是從原生動物到後生動物之間的生命體所演化出來的。所謂的後生動物指的是多細胞生物，而海綿雖然最近終被認可為後生生物，可是除了海綿以外的其他多細胞又因此被稱為「真後生動物」（言下之意，是海綿的多細胞有點「假」。）

第二，神經束（神經細胞的集合體）應該是從刺胞動物到原口動物之間的生命體所演化出來的。水母的神經組織相當散漫，而且消化器官既是攝食也是排泄管道，生理結構相當沒有方向感。至於，原口動物的概念是從胚胎發育而來的，基本上原口動物已經有了明確的消化管道，而且有一端形成了攝食的口，另一端形成了排出的肛門。（不知各位讀到這裡，有沒有感覺原口動物比刺胞動物「衛生」一點？）

第三，脊索神經束應該是從原口動物到後口動物之間的生命體演化出來的。在後口動物的胚胎學中，胚孔最後一定會發育成肛門，所以在發展上的次序變得較為嚴格，而蛞蝓與人都是屬於後口動物。後口動物的出現在生命演化史上應該是一個大事件，因為當胚孔一定會發展成肛門時，動物體的消化軸線也就定了下來，有了腹背之分，而脊索動物的眼睛也因此與背部的神經束搭上了線，讓複雜又有次序感與方向感的發展成為可能。

當然，人們如今因為在地球製造了複雜的光環境，不免干擾了自身的光感應系統的運作，可是從光感應系統與消化系統的密切演化看來，想要讓自身的生理系統順利運作，除了注意自身的作息與光的配合外，多注意營養的攝取應該也是重要的養生之道。

只可惜，現代醫療系統重治病輕養生，雖然得以將不少人從鬼門關前救了回來，卻不見得能讓人在延壽之餘，真正體會美好生命所包含的意義與珍貴。

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祖先的故事：前往生命初現地的朝聖之旅 作者：道金斯、黃岩

做自己的生命設計師 作者：柏內特(Burnett）、埃文斯 (Evans)