扇贝正用几百只微型望远镜监视着你...
卡尔∙齐默（Carl Zimmer）
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扇贝的眼睛分布在它的触角上。科学家发现，扇贝的每只眼睛都含有两个视网膜，可以用来接收来自独特镜像系统的光线。
很难看出扇贝有什么特别之处，这种生物看起来很像蛤蜊、贻贝或者其他种类的双壳类生物。在扇贝的铰合外壳内隐藏着一个肌肉极其发达的生物，用黄油焗的做法是享用这个美味的最佳烹饪方法。
但是这个在大海中无处不在的美味佳肴还有更重要的特点：它用数百只眼睛观察世界。扇贝的眼睛排列在它的外壳边缘，它们闪闪发亮，在水中就像一条项链。每只眼睛都分布在触手的末端，可以伸出外壳的边缘。
科学家一直怀疑扇贝的眼睛能够捕获图像
虽然一些无脊椎动物的眼睛只能够感受到光线的明暗，但是科学家们一直怀疑扇贝的眼睛能够捕获图像，甚至可能快速的识别出食肉天敌，在危险的情况下迅速逃生。但是扇贝的眼睛如此微小且细腻，每只眼睛大约只有罂粟种子那么大，以至于科学家们一直在努力理解扇贝眼睛是如何工作的。
现在，一群以色列研究人员利用强大的新型显微镜揭示了扇贝眼睛隐藏的秘密。这些研究人员在《科学》杂志上发表了一篇报告：扇贝的每只眼睛里面都有一个由数百万平米的方形晶体组成的微型反光镜。这个微型反光镜将入射光线反射到两个视网膜上，每个视网膜都可以看到扇贝周围生存环境的不同区域。
人类的眼睛被就像一部照相机：它利用晶状体将光线聚集在视网膜上。最新研究表明，扇贝眼睛的成像原理更像另外一种技术：最早由牛顿发明的反射望远镜。现在，天文学家建造巨大的反射望远镜来观察外太空。他们也利用方形晶体来制作反光镜。
埃克塞特大学的神经生物学家伽斯帕尔∙杰克利(Gáspár Jékely)发表评论说：“对我来讲，这些奇特的眼睛集中体现了牛顿和达尔文的智慧”。
扇贝眼睛的结构
早期研究已经证明，扇贝的眼睛结构非常复杂。每只眼睛都有一个晶状体、两个视网膜，后面还有一个反光镜般的结构。科学家们推测光线会穿透晶状体和透明的视网膜，并从反光镜反射回来，最终投射在视网膜上。
但目前无人知晓这些反光镜是如何参与成像的，以及为什么大多数动物只需要一个视网膜，而扇贝则需要两个视网膜。
以色列魏兹曼科学研究所的研究人员博士后本杰明∙帕尔默(Benjamin A. Palmer)博士及其同事最近使用了一种称为冷冻电子显微镜的强大新工具来深入观察扇贝的眼睛。
他和同事们使用冰冻切片的方法处理了扇贝的眼睛，使观察扇贝眼睛的组织分子结构细节成为一种可能（就在上个月，3位低温电子显微镜使用的先驱获得了2017年诺贝尔化学奖）。
研究人员很早就了解到扇贝的眼睛是由被称为鸟嘌呤的大分子构成。鸟嘌呤是构成DNA的主要成分之一，但是在部分动物体内，鸟嘌呤被用来构成能够反射光线的结晶体。
一些体内含有鸟嘌呤结晶物的鱼通体呈现银色。而变色龙则使用鸟嘌呤的结晶物来改变体表皮肤的颜色。但是并没有人知道鸟嘌呤是如何帮助扇贝看到周围的一切。
帕尔默和他的同事们使用低温电子显微镜观察扇贝的眼睛时，他们发现扇贝的眼睛中形成了一种自然界从未发现过的鸟嘌呤晶体结构：一种扁平的正方形。他评价道：“我们非常吃惊，我们知道这将会是一个震惊世界的有意义的事情。”
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南卡罗莱纳州大学的视觉生态学家丹尼尔∙斯派塞(Daniel I. Speiser)发表评论说：“这项研究中看到的正方形晶体结构是一项全新的发现。”他本人并没有参加这项研究工作。
帕尔默和他的同事们拍摄了扇贝眼睛的X光片，发现正方形晶体结构呈现出平底凹形的碗状结构。科学家们根据这些发现创建了一个眼睛全部结构的计算机模型，以便于他们能够追踪光线在这层镜面上反射的路径。
自相矛盾的是，鸟嘌呤形成的正方形结晶体并不反射光线，因为它们本身是透明的，但是这些正方形的结晶体聚集在一起却形成了一面反光镜。
这些晶体形成的晶体层会被流体状薄层分离开来，当光线穿透过这些层时，偏离原来的方向会越来越远，最终光线会完全转向四周，朝眼前直射而去。
研究人员发现，扇贝眼睛的结构非常适合在水下观察，因为这种结构比起其他生物的眼睛结构能够反射更多颜色的光线。帕尔默评价说：“扇贝的这种结构就像你有了一面反光镜，把它接收的蓝光百分之百的反射出来。它反射了水底生存环境中的所有光线，这对扇贝来说很有意义。”
帕尔默和他同事们创立的计算机模型在极大程度上揭示了扇贝眼睛有两个视网膜的奥秘。研究人员发现，扇贝的每个视网膜都能够接受来自视野不同位置强烈聚焦的光线。
一个视网膜用以在眼前形成清晰的图像，另一个视网膜则可用以更好地观察周围的情况。
帕尔默推测，扇贝可能会使用两个视网膜来应对它们生存过程中的各种挑战。
负责中央视野图像的视网膜可以让扇贝快速识别即将出现的天敌，让扇贝从容不迫的溜之大吉。
当扇贝寻找海底的一小片安身立命之所哺育下一代时，会利用另外一个视网膜收集周边视野中的情况。
新的研究表明，扇贝的每只眼睛都非常复杂。更为重要的是，扇贝身上的数百只眼睛都将信号传递给了同一簇神经元，这些神经元可能会把这些信息整合起来，形成一幅信息量巨大的外部世界图像。
对于斯派塞博士来说，扇贝的这一切都显得大材小用了，为什么一个相当普通的双壳类动物需要“星球大战”般的视觉技术？他说：“为什么扇贝看的这么清楚呢？这仍然是个不解之谜。”
帕尔默说，扇贝的眼睛可能会为新的发明提供灵感。这方面已有先例：美国国家航空航天局(NASA)就通过模仿龙虾眼睛建立了研究黑洞的X射线探测器。也许在不久的将来，一个仿生学人工扇贝的眼睛可以在昏暗的海水中拍照。
但是帕尔默对创造新工程材料的前景感到更加兴奋。他的研究表明，扇贝已经进化到了熟练掌握如何形成晶体的流程，这将引导研究人员突破他们无法预想的事物。
在这一点上，没有人知道扇贝是如何做到的。帕尔默评价说：“了解了这一点可能会打开通往更广阔未来的大门，而不是简单制造一个仿生设备。”
参考文献：
https://www.nytimes.com/2017/11/30/science/scallops-eyes.html
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