改寫教科書！云南大學發布2026 年首篇 Nature

脊椎動物的視覺主要由一對側面成像的“照相機”型眼睛調節，在非哺乳動物脊椎動物中由背側松果體復合體(松果體和松果體旁器官)作為感光和/或內分泌器官補充。松果體復合體與側眼有著共同的遺傳和胚胎學基礎，都來源于間腦發育過程中的外翻。

2026年1月21日，云南大學生命科學學院脊椎動物演化中心徐星院士團隊聯合古生物研究院叢培允團隊在Nature在線發表題為“Four camera-type eyes in the earliest vertebrates from the Cambrian Period”的研究論文，該研究證實寒武紀最早的脊椎動物有四只相機型的眼睛。

該研究不僅在側眼發現了一個發達的視網膜和晶狀體，還在兩個較小的背側器官中發現，這些器官的位置對應于約518Ma Chengjiang生物群中的兩種myllokunmingid種的松果體復合體。該結果揭示了松果體復合體的起源及其在脊椎動物中的視覺功能，表明最早的脊椎動物擁有四只“照相機”型眼，顯示出其成像視覺系統中意想不到的復雜性。

自達爾文時代起，脊椎動物視覺系統的起源和進化就令科學家們著迷。在所有冠脊椎動物中，都有兩個側面的“照相機”式眼睛，盡管一些蜥蜴也有一個“照相機”式的頂骨眼，來自松果體復合體。Crown脊椎動物的側“照相機”型眼睛主要由球形晶狀體、視網膜、虹膜和一組眼外肌組成。晶狀體將光線聚焦到半球形視網膜上，產生視覺信號，通過視神經傳輸到大腦。具有高保存潛力的顯著特征有助于識別化石脊椎動物的“照相機”型眼睛:富含黑色素的視網膜色素上皮細胞(RPE)，通常表現為深色斑點，以及晶狀體，具有浮雕效果或作為礦物填充物，因為其相對抗衰老。

具有四個相機型眼的昆明魚類復原圖

最早的潛在“照相機”型側眼的例子來自Middle Cambrian Burgess Shale (約5.05億年前(Ma))的Metaspriggina walcotti，其中保存的視網膜被認為是一個獨特的半球，晶狀體是一個輪廓分明的圓形區域。如果黑色素或黑素體作為RPE存在的證據，這種解釋將更加合理。在脊椎動物眼睛中鑒定的最早黑素體已在加拿大泥盆紀埃斯庫米納克地層的一種類似無脊椎動物的化石Euphanerops longaevus中報道，在該地層中，側眼內保存有豐富的黑素體微體，表明存在視網膜。

澄江生物群中兩種鯧科魚的側眼和松果體復合體及其保存的黑素體的一般形態（圖源自Nature）

該研究描述了兩種已知最早的脊椎動物化石(大約5.18億年前)myllokunmingids位于側眼之間的兩個色素特征，并將它們解釋為松果體/松果體旁器官。在這兩個myllokunmingid物種中，松果體復合體包含豐富的含黑色素的黑素體，與側眼視網膜色素上皮中的黑素體相同，并具有獨特的規則卵形結構，被解釋為晶狀體。結果表明，側眼和松果體復合體可能具有照相機類型的眼睛的功能，能夠形成圖像。因此，該研究提出四只“照相機”型的眼睛代表了一個祖先脊椎動物的特征，證實了關于眼睛和松果體復合體之間高度同源的假說。

云南大學生命科學學院脊椎動物演化中心博士后雷向通和古生物研究院博士后張思航為論文共同第一作者，古生物研究院叢培允研究員為論文的通訊作者，徐星院士和魏凡副研究員為本文共同作者。參加本研究的還有英國布里斯托大學的 Jakob Vinther 博士以及萊斯特大學的 Sarah Gabbott 教授。本研究中的能量色散 X 射線能譜分析、X 射線光電子能譜分析、拉曼光譜分析和雙束電鏡與透射電鏡分析分別在云南大學分析測試中心和電鏡中心完成。本研究得到云南省科技領軍人才項目 (202305AB350006)、云嶺學者項目和國家自然科學基金項目 (42072019) 資助。

參考信息：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09966-0