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关于"环境"的句子：

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迄今为止，所有描述到的动物的坚硬结构都是从某一时刻演化而来的。这场演变就是寒武纪生命大爆发一所有的动物在54亿年到5。38亿年前这段时间里都突然拥有了坚硬的身体结构。如前所述，坚硬的身体除了能够保护身体不受捕食者伤害之外，非常巧合的是，几乎所有动物在同一时间形成的坚硬结构都能够提供力量或者作为一个能够抵抗应力的屏障。在这之前的1亿年前或者更早，不同门类的多细胞动物都只具有柔软的身体构造。而正如第一章所确定的，物理环境条件下所需要的坚硬身体可能不是寒武纪生命大爆发的原因。现在，绘制捕食者的原始外观变得非常重要，特别是那些非常活跃的捕食者。一旦收集齐寒武纪的所有线索，我们就会对这个观点产生更深入的理解。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

我们发现许多寒武纪其他种类的三叶虫活着的时候，都有被捕食者持续攻击的伤痕或者迹象。这些伤痕不是致命的，因为动物有强大的自愈能力。这本身就是一个有趣的概念。寒武纪三叶虫已经为受到攻击准备好了：利用它们的铠甲防御，并且能迅速“包扎”自己身体因受伤暴露在外的其他部分一它们可以形成硬结。人类的皮肤很薄，很容易切割。因此，我们的血液具有凝结和将破裂血管密封的能力，从而防止失血和感染。但是，节肢动物的外骨骼很坚硬，并且能够承受它们自身严酷的生活环境，除非它们受到很严重的伤害。寒武纪三叶虫的自愈能力表明它们相对容易受伤害，并且这种伤害在进化的过程中成为了一种选择压力。如今，人们发现动物身上坚硬的外売除了保护它们不受食肉动物的袭击之外，还具有其他功能，比如说为身体组织提供支撑。但是，寒武纪三叶虫不仅演化出了盔甲，同样演化了自我修复机制，在受到食肉动物攻击时发挥作用。而它们坚硬的外売在一开始受到捕食者攻击的时候就发挥出了抵御捕食者的作用。有很多寒武纪三叶虫身上都发现了咬痕，证明了“惯用手”的理论。在一个大的三叶虫样本中，77个样本遭受了不明原因的持续损伤，这些伤痕可能是由蜕皮或者交配造成的，而81个样本显示其伤痕是由捕

——安德鲁·帕克《第一只眼》

不幸的是，伯吉斯页岩动物的眼睛没有透露足够的光学信息，让我们可以仅从一只单个眼睛便得出有关捕食的结论。我们不能从它们个体的小眼面上解决细节问题。除此之外，大部分伯吉斯页岩的非三叶虫动物眼睛的结构都呈茎状，因此它们眼部的机动性使得定位生物是捕食者还是被捕食者变得很困难。但是有一些茎状眼对古生物学的研究还是很有帮助的。由于茎状眼的长度太短，伯吉斯节肢动物多须虫的眼睛受到了极大限制，它们的眼睛只能定位在前方，这暗示了它们掠食性的生活方式。另外一种伯吉斯节肢动物一约霍伊虫的眼睛是固定的球根状，都朝向前方，意在扩大眼前的视野，这再次表明了捕食者在08亿年前就已经存在。伯吉斯页岩化石还留下了其他捕食者的迹象，这将会成为本章下一部分的主题，但是首先我们应该考虑武纪的三叶虫，它复眼上单个的小眼会为我们展示出更多的细节。意首大多数三叶虫的眼睛，特别是最早出现在地球上的复眼，眼球中心的小眼比眼球边缘的要更大。早期三叶虫的眼睛在头部的两侧，但是眼部弯曲的表面可以扫描周围完整的视野区域。所以它们能够精确地看到两侧的环境，眼睛与其移动的方向呈直角。这些特征看起来和大多数动物是自相矛盾的一一眼晴在头部两侧为猎物，而眼睛中

——安德鲁·帕克《第一只眼》

能够从一个类似于报警器的结构中受益，这种早期的报警系统会探测出正在靠近的捕食者，而这种预警功能正来自它们的眼睛。一且在水中检测到类似鱼的运动时，蛤蜊会紧紧地关闭它的壳；扇虫则会躲进它的管道中。然后，它们会迅速关上它们装甲一般的门。它们的多复眼结构不管从组成材料还是实用意义来讲，实现这种警报功能都是最简易也最有用的演化选择。显然，种种迹象表明眼睛的构造和位置不仅能够解释动物观察周围环境的方式还能解释该动物在食物链中的位置一一用于判断它们是捕食者还是猎物。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

在天空中，蜻蜓是捕猎专家。它们像刀片一样的口器附近长的对足，庞大的翅膀同样也为它们提供了速度和动力。但它们首先必须找到无助的猎物，然后才能开始追击。这是通过视觉实现的一一长在头部的巨大眼睛。眼睛将猎物锁定在它们的视线之内，它们的视线仅仅是眼睛的一部分并且不是全部都呈面状。这种结构同时也提供了古生物学方面更多的思考。蜻蜓的复眼拥有几百甚至是几千个面状结构，不过不是每只眼晴都相同。它们的眼睛中一个或者两个区域有着更大的面状结构，这些区域被称为敏锐区，也就是“视线区”。较大的面能够提供更高、更好的分辨率一一它们看得更加敏锐。一个敏锐区域位于眼晴的上方，这是用来在空中扫描并且识别蜻的猎物昆虫。一旦猎物被发现，蜻蜓就会移动到它的水平面并且利用前面的敏锐区追踪它猎物现在被锁定了。而与之相关的一点为，眼内平面的大小和位置为捕食者提供了捕食的信息。而猎物的眼睛则很不一样。对于那些只需要避免被捕食的动物来说，具有两只眼睛只是其中的一种解方案。比起演化出两只可以扫描整体环境并且绘制出图像的眼晴，它们更有可能演化出很多只大面积分布在身体上却效能较低的眼睛。虽然没有了清晰的图像，但大量的眼睛对检测行动是非常理想的一当一个物体

——安德鲁·帕克《第一只眼》

当眼晴像兔子眼睛一样处于头部的两侧时，宽阔的视野覆盖了整个地平线。起初，这看起来像是最理想的视觉方式，但是为了获得这样的全景，每只眼都会看到不同的画面一一每只眼睛都只能看到180°的地平面一一而且绝不是同一个物体。并且，通过一只眼睛看到的是二维的世界，因此很难去估算距离。当眼睛位于头部的前面时，一个人行进的距离和方向都能够被预测。因此，这种排列方式可以让眼睛感知一个物体的三维影像。图像位置的差异性创造出了有深度的感观，这可以用立体图像来反映。每只眼睛从不同角度看见了同样的物体。立体图像出现的原因，可能是因为服务于两个视网膜的不同区域的视神经会聚在大脑中的相同“双眼”细胞上，来自同一物体两个不同角度的视图会进行叠加并且取平均值一一如此这般，我们便能够感受其深度。所以，两只眼睛在前的动物均具有立体视觉一一它们可以在3D立体视图中感知图像。 …… 对于一种猎物来说，要想存活，首先要做到的是避免成为别人的盘中餐，然后进食才变得相对重要。所以周围环境具有开放的空间是非常理想的，因为在开放的空间意味着它们中埋伏的可能性最小。可能性最小，意味着它们需要360°全视角地观察地形一一地面上的盲点是非常非常危险的。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

动物可以使用视觉以外的其他策略来制造真实或是虚幻的场景。如前所述，其他感官的作用也是确实存在的。再一次强调，光的适应性通常是在生存法则中使用的主要策略，这是因为光刺激和其他刺激是有区别的。无论我们或者任何生物，无论喜欢或不喜欢光线都一直存在着。因此加入了第七章，我们提出“不管喜欢与否，光线确实存在”的观点。现在，动物中有95%以上有眼睛，所以如果动物要避免被捕食，它就必须适应环境中的光线。我们开始将所掌握的关于光线和视觉的知识纳捕猎的主题中。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

动物生存法则目录基本规则1人人为自己而活1.1避免成为食物1.2进食2延续种族2.1繁殖2.2找到合适的栖息环境并且保护它2.3适应环境中的变化生存方式1捕食者2猎物战术1惹人注目2隐蔽/错觉3真正的实力/能力

——安德鲁·帕克《第一只眼》

今天，一只虾在从幼年到成年的整个发育过程中都会改变它的限睛。幼虾拥有六角形面状结构的眼晴一一以适应明亮的浅水环境。这种同位式眼睛可以产生清晰的图像，但不太善于收集环境中所有的光线。幸运的是，这只幼虾生活的环境中有充足的光线。但随着它的生长，它会迁移到更深的水域，在那里，光变得很有限。所以虾在蜕皮到成年的过程中，它的同位式眼会脱落，并且被一个具有方形面状结构的叠加式复眼所取代。这种成年时期的眼睛有着与幼年时期的眼睛完全相反的特性：虽然在形成清晰图像方面效果不佳但它能充分利用有限的光线。这些证据表明，拥有六边形面状结构眼睛的三叶虫很可能生活在浅海水域；而拥有方形面状结构眼睛的三叶虫则生活在深海水域，或在夜间活动。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

此时，我们知道，所有现生的、有眼的动物的祖先类型，几乎都在寒武纪就已经存在了。如果想要确定这些祖先类型，或者其他已经灭绝的寒武纪时期的动物群是否已经有了眼睛，我们就必须清楚寒武纪化石的眼的最小尺寸是多少。在寒武纪时期的脊索动物种类很少。其中最著名的是从伯吉斯页岩发掘出的皮卡虫，而最早的是来自澄江化石群的海口虫。皮卡虫化石展现了其清晰的身体轮廓以及身体内部结构上的细节，包括肌节和脊索，即它的脊柱。但是由于动物前端的特征结构太小了以至于没有显微镜就会什么都看不见。因此，如此之小的尺寸已经无法满足成像的最基础条件了，也就不能算作真正的“眼”。因此，我们也可以认为，所有的寒武纪脊索动物都看不见东西。今天大多数无眼的脊索动物在极少光或无光的环境中生活，比如鼹鼠。还有墨西哥洞穴鱼，在有光存在的地方它保留了眼睛，在没有光线的地方它没有了眼晴。但是实际上，至少有两种没有眼睛的寒武纪脊索动物，它们生活在阳光充足的环境里，并且，它们的许多邻居都有眼。因此，今天这个群体中的大多数生物都具有眼，可为什么寒武纪的祖先类型没有呢？这并不是我们所期望的。生命从寒武纪发展并延续到如今，这种观点适合于节肢动物一一它们现在看得见

——安德鲁·帕克《第一只眼》

虹膜限制了瞳孔大小，以类似照相机光圈的形式控制着进人眼球的光量。而相机眼结构也存在有进一步的亮度控制装置，如一个在视网膜后面的反射层。就像扇贝眼球一样，某些脊椎动物眼睛的视网膜后面也有一面镜子，这里需要再次提到银鱼镜眼的反射机制。但镜眼的功能不是用来聚光的，光线已经提前由透镜聚拢了。在这种情况下，镜眼提供了对于夜晚环境的适应性。在适应暗光的状态下，反射层将最初穿过视网膜细胞而无法被检测到的光线，会二次反射回视网膜。所以能通过光线传递的信息，都被镜眼最大化利用了：第一次未被发现的东西，都会有第二次重新成像的机会。猫和鱼眼中的反射器能反射车前灯和手电筒的光束，这在夜间常常表现为明显的“眼睛发光”。这其实就是视网膜第一次和第二次所漏掉的光线。当光线水平很低时，所有进人眼睛的光线对视力而言都是无价的——可以看见物体和失去视觉之间的边界就是在这里了。但是，当光线水平高时，镜眼是多余的且会被深色吸光性的色素所覆盖。这种机制在许多夜间活动的动物身上是很常见的。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

聚焦，是将环境中不同的光源发出的不同方向的光线弯折，使其汇聚于一个点上。有两个因素会影响光线的弯折方式，第一个是交界处两边的介质差异，第二个是光线入射的角度（想一想我们熟悉的棱镜）。就像在第三章中提到过的那样，由于介质之间的差异，光线在空气与水中有着非常不同的表现，正因如此，陆生生物对光线的反应与水生动物对光线的反应是不同的。光线在水中的表现，与在角膜里的表现类似，所以当光线照射入水生动物的眼睛的时候，只需要辨认一种介质的边界就可以了。在这样的情况下，眼晴里的水晶体承担了聚焦光线的重任。然而，光线在空气和角膜这两种截然不同的介质中的表现是完全不同的，因此当光线以某种角度穿过这两种介质之间的交界时，就会产生弯折。因此，陆生动物的角膜就好比一个绝佳的透镜体。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

当细菌、动物和植物被一光子照射时，其包含有机分子的感光细胞会产生一个简单的反应。光感普遍存在于许多单细胞的生物中，例如阿米巴变形虫和眼虫都有光感。它们细胞中的体液会感光，利用光线来确定方向，比如确定哪个方向是上、哪个方向是下。多细胞动物的光感，则依赖于感光细胞或者受体。这些感光细胞或者受体独立存在，并且复杂程度各有千秋，最为原始的光受体就是单眼。单眼像是具有黑色基底感光层的小杯子一样，有时外面罩着一层原始的水晶体。具备单眼的最简单多细胞动物是水母。有些水母的边缘感觉器官包括单眼，以及感受重力、触觉、化学、压力的接收器。实际上，单眼通常情况下只是水母演化得最差的感党接收器，大部分的水母甚至没有水晶体。它们的色斑无法直接接收光线，甚至有的种类还会演化出一道可以吸收光线的光障，从而保护负责侦察其他环境信息的感觉细胞。但也有一些水母，杯状的感光受体表面覆盖着一层水晶体，所以可以对光线的刺激产生反应。在自然界，许多其他动物门的动物也有类似杯状的单眼，比如扁形虫、缎带虫、钢毛虫、箭虫、软体动物，还有海鞘。感光受体之所以长成杯状，而不是一个平面，最主要的一个原因在于它

——安德鲁·帕克《第一只眼》

黑暗是本章提及的洞穴环境里最明显的特征。黑暗直接作用于那些“已经或者正在没有眼晴”的动物身上。这些洞穴里面没有小的光合生物，因此局部环境的食物量减少到了零。这种营养缺乏会影响洞穴内的食物链、食物网，但不会影响生物多样性，也不会影响物种的演化，以及个体数量或生物密度。这是与本书最直接相关的物种演化。事实上，大多数洞穴捕食者已经适应了几周乃至几个月不吃饭的情况。尽管洞穴环境非常稳定，没有其他极端现象存在，洞穴内的动物除了视力进化受阻以外，其他的感觉器官在黑暗中都得到了很好的发展，但洞穴的生物多样性很低，演化也比较缓慢。这可能可以归因于缺乏光能为光合生物和视系统提供能量。在这本书中，我经常提到“光”和“视觉”。很快，我会清楚地对这两个概念加以区分。光从一开始就存在于地球上。视觉是对光的适应，它并不总是存在的。这个问题值得我们去思考。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

其他实验表明，当光线照射到周围环境时，栖息在黑暗洞穴中的动物完全不受影响，所以它们真的已经变成视觉系统的中立者了有没有光线对于它们而言并没有什么差异。事实上，如果环境里完全没有来自地球表层的竞争者，有光亮的环境里也有可能发现洞穴动物。然而，它们在其他类似的栖息地中从来没有被发现过，是因为这些光亮的栖息地确实生存着适应光照的竞争对手或捕食者，如果某些洞穴动物迷失在这些环境中，它们很可能就已经被对手消灭掉了。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

当有眼睛的洞穴鱼在地质历史时期进入洞穴，适应光线的选择压力消失了。当它们选择洞穴环境生存时，动物的结构和化学物质，即硬件和软件一一都做出了反馈，于是眼睛开始退化。洞穴鱼在黑暗中度过的时间越长，就像鱼儿生活的海域越深，它们的眼睛就退化得越厉害。生命的演化其实从未停止，它相当于已经挂上倒挡在前进着。对于这样的光照条件而言，这种“退行演化”是一种趋势。适应洞外的光线开始变得艰难。在洞内，鱼的能量可以更好地被利用。这些不再需要的、过时的视觉（眼睛）器官就不得不“拆除”。其实这不仅是眼睛退化了，它们身体的银色也受到了影响。在牛津大学，维多利亚・韦尔奇在广阔的墨西哥洞穴系统中研究洞穴鱼。她注意到，随着洞穴栖息地不断深入，鱼类的银色变得不那么明显。随着银色的消失，它们的皮肤变成半透明的白色，掺杂血管的红色使鱼的身体整体产生了粉红色的效果，但从白银到粉红色的过渡是渐进式的，中间过渡形式的出现为两种状态搭建了桥梁。然而，这还并不是唯一的变化。生活在黑暗洞穴中的所有形态的洞穴鱼都没有眼睛。它们经历了快速的退行演化一一眼相当于一个非常昂贵且奢侈的器官，一且它变得过时，就必须抛弃它。但是从能量投资的角度来看，银色的表

——安德鲁·帕克《第一只眼》

在前一章中，我们看到了神仙鱼是如何以《星球大战》的风格用它银色的表面将光反射到对手身上的。其实，银色对于鱼类还有另一种更加广泛的用途——使它们隐身。在近海表面的水域，如神仙鱼在亚马孙的栖息地，阳光像聚光灯一样以光東的形式照射，就像在进入地球大气层时一样。但是在这些水域之下，波束的形式被打破，并且阳光散射到了任意方向。因此，这里的物体在各个方向上被均匀照射，并且不会投射出阴影。在这些水域中，镜面的功能消失了，因为在镜子中，人们只能看到环境的微弱反射。镜子会使人产生一种幻觉，在镜子的方向上，似乎只有背景环境，没有任何其他的阻碍。在海洋中，银鱼实际上是面镜子。捕食者直接看向银鱼，或者向下俯瞰银鱼，也只不过能看到一道银色的反射光，这都只是皮肤表面的反射效果。所以在真正有鱼的方向其实看似并没有鱼！多么神奇啊！但是，鱼的皮肤是如何成为一面镜子的呢？毕竟，它不含金属。有另一种方式可以将阳光中的颜色强烈地反射到一束光中，使其看起来像一种非常明亮的白色一一我们称之为银色。让我们把目光转向结构色吧。在第三章中，我们了解到薄膜会产生结构色。此外，我们发现，一堆薄膜可以通过反射更大比例的阳光，进而放射出相对较明亮的颜色。但是

——安德鲁·帕克《第一只眼》

与浅水区相比，虽然深海沉积物中生物的个体数量较少，但物种数量是近似的，也就是说在生物多样性方面，深海沉积物与浅水沉积物是相同的。正因为如此，多种多样的深海生物能够生存下来，并和浅海的生物一样可以顺利地繁衍后代。所以这和我们预期的不太一样，温度和压力并不一定限制物种繁衍。但是当动物适应了阳光，如果光照水平下降时，繁衍和演化的速度就会显著降低，潜在的小生态环境也会显著减少。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

大陆坡的底部标志着澳大利亚大陆的边缘。因此，那些生活在海底至少1000米深处的动物在地理上和其他区域的生物群落是隔开的，各自生活在不同的区域里。一个物种可以绕过陆地，在一定深度范围内占据某个板块很大一部分。但动物不能迁移到其他板块去，它们被大洋中脊或深海海沟阻隔。然而，正如第二章所述，今天形成的不同的陆地曾经也是合在一起的，只不过它们在地质时期被分开了。这对动物产生的影响是，在远古时代生活在一起的物种，如今在地理上都被分离了。有趣的是，本章指出了澳大利亚、印度和墨西哥板块（或大陆坡）在1.6亿年前是完全分开的。在印度和墨西哥水域的一些早期随机诱捕过程中，曾经捕获过些腐食性等足目动物。史蒂夫・科博将他在澳大利亚浅水区域捕捉到的等足目动物与这些物种进行了比较。正如澳大利亚不同物种之间存在着显著差异一样，来自印度和墨西哥的腐食性等足目动物也有很大不同。它们之间虽然相互有亲缘关系一一因为它们属于演化树的一个小分支，但它们又产生了相当大的差异，以适应不同光线环境下的小生态环境。

——安德鲁·帕克《第一只眼》

目前为止，我已经讨论过几种重要而常见的感觉系统，即嗅觉、味觉、视觉、听觉和触觉。但在夜里，有一种次要的感党器官极为重要，这种刺激不可避免地具有光的优势。比如第三章所说的，蝠利用雷达猎食。首先，生物的雷达系统作为一种次要的感觉器官，是需要付出极大代价的，包括一些生物化学和身体器官结构上的变化，才能够与环境发生响应，将雷达系统运行起来。与之相比较，光线是已经存在于环境当中的刺激。而雷达系统需要首先由生物发出信号，能够具备和视觉相似的探测能力。即便如此，蝙蝠的雷达系统在没有受到这种刺激影响的动物身上，几乎不会产生任何的进化改变；而只要有光存在的地方，环境中的一切生物都不可避免地会受到光的影响。猫头鹰完全不受在它们身边捕食飞蛾的蝙蝠影响。不过在白天时，表面上彼此独立的捕食者和猎物之间的关系好像受到了彼此的影响，食物网和动物的行为变得复杂。因此，除了晚上的生态位减少之外，比如少了光影的变化，夜晚的演化刺激也少了很多。在本章，我还是要强调捕食者和猎物之间的关系，求生是永恒的第一准则。它们必须避免自己成为别人的盘中餐，所以捕食者和猎物之间的互动极为重要。在落之时，陆地上的环境由明亮转为黑暗的速度是非常快的因此地球上只有少数

——安德鲁·帕克《第一只眼》

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