在伸手不見五指的深海，它們如何看清世界？揭示發育的另一種可能

深海，一個寒冷、幽暗且承受著巨大物理壓力的荒蕪之地。生命總能在那樣的絕境中覓得一線生機，并演化出地球上最為奇詭的生物形態。

由于深海生物長期處于近乎全黑的生存環境，它們的視覺器官進化得極具科幻色彩：龍魚擁有漆黑而空洞的眼眶，巨型魷魚的眼球碩大如盤，而望遠鏡魚則生出一雙呈桶狀向上凝視的怪眼。這些特化的構造只有一個目的：捕捉深海中殘留的微弱陽光，或探測生物發光所產生的稀疏光子。

有趣的是，這些深海居民并非生來就屬于黑暗。它們通常在海洋的“暮光帶”（約50米至200米深處）開始生命旅程。這片較淺的水域既能提供豐富的浮游生物作為食糧，也為這些脆弱的新生兒提供了規避深海大型捕食者的天然庇護所。

最近，我們在《科學進展》雜志上發表的一項研究揭示，深海魚類幼體進化出了一種前所未有的視力增強機制。這一發現不僅解釋了它們如何在微光環境中生存，更挑戰了科學界對脊椎動物視覺系統的傳統認知。

在傳統的生物學定義中，脊椎動物眼睛后部的視網膜主要由兩類感光細胞構成：視桿細胞負責在暗光下捕捉輪廓，視錐細胞則負責在強光下分辨色彩與細節。

當光線環境在明暗之間切換時，視網膜內的這兩類細胞會緩慢調整位置。這也正是為什么在深夜突然打開電燈時，你會經歷短暫的“失明”，因為你的視覺系統尚未完成從視桿細胞向視錐細胞的切換。

通常而言，日行性脊椎動物的視網膜以視錐細胞為主；而深?；蚨囱ㄉ餅榱诉m應幽暗環境，往往會舍棄視錐細胞，轉而進化出高密度的視桿細胞。

處于明暗交替邊界的“黃昏視覺”對生物而言簡直是一場災難——此時光線既不足以激活視錐細胞，對視桿細胞而言又顯得過強。深海魚幼體究竟是如何克服這兩種感光細胞的生理局限，在如此尷尬的光學環境中存活乃至繁衍的？

為了揭開深海魚苗視覺的奧秘，研究團隊前往紅海采集樣本。我們利用精密的細網眼漁網，從海面一直拖曳至200米深的暮光帶。

我們成功捕獲了三類具有代表性的魚苗：龍魚科的燈魚、斧頭魚，以及燈籠魚科的瘦頰燈籠魚?？蒲羞^程并非易事，盡管深海魚常被賦予“巨獸”的藝術想象，但實際上它們成年后也不過拇指大小，幼體則更是僅有幾毫米長且極其脆弱。

我們采用了多維度的研究策略：首先利用高分辨率電子顯微鏡觀察細胞形態；其次分析視網膜在生長過程中的基因表達，確定激活視覺功能的特定序列；最后通過計算機建模，模擬這些視覺蛋白能感知的精確光波波段。

得益于深海研究界的全球協作，我們得以匯集多次科考探險獲取的珍稀標本，最終拼湊出一幅關于這些神秘動物視覺發育的完整圖景。

一個多世紀以來，教科書上的鐵律是：脊椎動物視網膜發育遵循固定的順序，即先形成視錐細胞，后形成視桿細胞。但深海魚類的幼體卻徹底打破了這一“規則”。

我們的研究發現，深海魚在幼蟲時期主要使用一種極其罕見的“混合型感光細胞”。這些細胞在外觀上呈現為視桿狀，但在分子運作機制上卻完全是視錐細胞的內核。這種雜交細胞兼具了視桿細胞的高靈敏度和視錐細胞的高反應速度。

在大多數物種中，這種雜交細胞只是一種過渡性的生存策略。隨著魚類發育并遷徙至更黑暗的深海，這些細胞會被正常的視桿細胞取代。終生生活在暮光帶的斧頭魚則是個例外，它們即便在成年后仍保留著這種“視桿狀視錐細胞”，并圍繞這種獨特的細胞類型構建了整套視覺系統。

這并非對現有視覺系統的小修小補，而是在脊椎動物視網膜進化之路上開辟出的一條截然不同的蹊徑。

在幽暗且渾濁的中層水域中，視覺的微小差異往往決定了生與死的界限?！耙晽U狀視錐細胞”的意義在于它兼具了兩者的演化優勢：它既擁有視桿細胞捕捉極微弱光線的能力，又保留了視錐細胞在面對強光刺激時不至于過載失明的韌性。

對于一條體長僅幾毫米的幼魚來說，這種視覺機制可能就是它能提前發現捕食者并及時遁逃的關鍵。

長期以來，生物學傾向于將自然界歸納為界限分明的類別。但深海魚幼體告訴我們，視桿細胞與視錐細胞之間的鴻溝并非不可逾越。它們在海洋深處悄然改寫了眼睛的構造規則，提醒著我們生物進化的復雜性與無限可能：生命永遠無法被簡單地歸類。

法比奧·科爾特西，澳大利亞研究理事會未來研究員，任職于昆士蘭大學理學院，專注于海洋生物視覺演化研究。

莉莉·福格，赫爾辛基大學赫爾辛基生命科學研究所博士后研究員，主要從事深海生物生理學研究。