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眼睛构造及功能研究
篇一:眼的解剖
眼是人类最重要的感觉器官之一。也是最能让人感受到其不适或病变的感觉
器官。人眼视觉器官包括眼球、视路和附属器。
人眼的外形接近球形,称为眼球。
眼球壁是包围眼球的一层组织,由巩膜、脉络膜和网膜组成。
眼球壁由外向内可分为三层:纤维膜、色素膜、视网膜。
纤维膜由纤维组织构成,较硬,坚韧而有弹性,对眼球有保护作用,并能维
持眼球的形状,似鸡蛋壳一样。
纤维膜又可分为角膜、巩膜、角巩
膜缘
。
色素膜又叫葡萄膜,具有营养眼内组织及遮光的作用,自前向后又可分为虹
膜、睫状体、脉络膜三部分。虹膜中间有瞳孔。
眼内容物包括房水、晶状体和玻璃体。这三部分加上外层中的角膜,就构成
了眼的屈光系统。
房水为无色透明的液体,充满前房、后房,约有0.15~0.3ml,它具有营养
和维持眼内压力的作用。
晶状体位于虹膜后面,玻璃体前面,借助悬韧带与睫状体相联系,是一种富
有弹性、透明的半固体,形状似双凸透镜,是眼球重要的屈光间质之一。
玻璃体为无色透明胶状体,充满晶状体后面的空腔里,具有屈光、固定视网
膜的作用。
玻璃体和晶状体房水、角膜等一起构成了眼的屈光间质,并且对视网膜和眼
球壁起支撑作用,使视网膜与脉络膜相贴。在外伤或手术中,一旦发生玻璃体丢
失,就容易造成视网膜脱离。
眼底顾名思义是指眼睛的底部,也就是眼睛最里面的组织。它包括视网膜、
视神经乳头和视网膜中央血管。
如果眼底有疾病的话,将对视觉有很大的影响。表现为视力下降,视物变形、
变色,视大变小。
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人的眼睛除了眼球壁和眼内容物外,还有一些附属器,它们是眼睑、结膜、
泪器、眼外肌和眼眶。
从光学观点看,眼睛可以被看做两个系统:角膜和晶体。其各表面的中心,
近似位于共同轴即光轴上。光轴通常交视网膜于中心窝鼻侧并稍上方的一点,平
均角度倾斜,在水平方向为4~5度(a角),而垂直方向的倾斜略大于1度。
复眼通常在节肢动物(例如昆虫)中发现,通常有很多简单的小眼面组成,
并产生一个影像(不是通常想象的多影像)。
在很多脊椎动物和一些软体动物中,眼睛通过把光投射到对光敏感的视网膜
成像,在那里,光线被接受并转化成信号并通过视神经传递到脑部。通常眼睛是
球状的,当中充满透明的凝胶状的物质,有一个聚焦用的晶状体,通常还有一个
可以控制进入眼睛光线多少的虹膜。眼-类型
眼斑
人类眼球结构示意图
有明暗感。
在真核单细胞生物中,由感光色素集合组成。
单细胞光感受器
存在于许多无脊椎动物中,如蚯蚓。
色素杯状眼点(pigmentcupocelli)
由单一细胞或是多个感觉细胞组成。
色素细胞阻挡特定来路的光线。
在文昌鱼或是涡虫可见。
窝眼
也作盆眼,感觉细胞在感觉上皮的下陷区域聚集。
在水母软体动物中可见。在水母中,其感光器官被称为感觉棍,有重力感。
暗箱眼
感觉上皮深陷,光透过一个小孔进入
成像和方向感比窝眼有所改善,形成暗的倒像
在鹦鹉螺可见。
泡眼
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成像更佳,其分泌物有透镜作用
某些蜗牛可见
透镜眼
最先进的眼类型
在脊椎动物和某些高级的蜗牛,贝壳动物和头足动物如乌贼。[1]
眼-聚焦
为了能使光线聚集到一点,它们必须被折射。折射的多少取决于观察物体的
距离。一个远的物体要求晶体的曲折程度要小于近的物体。很多折射发生在具有
固定曲率的角膜上,同时根据折射的要求通过调节肌肉来控制晶体完成剩下的折
射。
眼-人类眼球的结构
斜视手术
眼-眼球的解剖和生理
眼是视觉的感觉器官,包括眼球及其附属器。眼所占的体表面积和容积虽小,
但其功能对生活和劳动至关重要。眼是机体的一个组成部分,许多全身系统性疾
病可在眼部有所表现。为“捕捉”光的讯息,眼必须暴露于体表,这增加了它受
外伤和外界病原体侵袭的机会。眼的疾病最终都会影响视觉功能。视力丧失不但
使患者遭受痛苦,也会给家庭和社会带来不幸,因此眼科学的研究有重大意义。
眼球是一个球形器官,分成眼球壁和眼内容物两部分。
眼球壁分外层、中层、内层。
外层称为纤维膜,包括角膜和巩膜,由致密的胶原纤维、弹力纤维交织而成
的结缔组织,眼球的外形由此层决定。①巩膜为一层厚度为0.3~1.0mm、直径
为24mm的白色球形膜,前面有一直径为11mm的孔,供角膜镶嵌于其中,近孔缘
的巩膜内埋有一环形的施莱姆氏管,是房水流出的管道,后极部偏鼻侧的巩膜有
一直径为1.5mm的筛板状孔,视网膜神经节细胞的轴索由此孔穿出眼球形成视神
经。巩膜的赤道部后有四根斜穿巩膜壁的涡静脉。后睫状动脉和神经在巩膜后极
部穿入眼内。6根眼外肌的肌腱附着于巩膜壁上。巩膜壁外还包裹着眼球筋膜囊,
起着滑囊样作用,利于眼球转动。
②角膜,为一厚度0.5~1.0mm、直径11mm的透明膜、镶嵌于巩膜前面圆孔
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内,其交叠部为宽0.3~1.5mm、灰白色半透明的环,称为角膜缘,外露的角膜为
一横径11mm、竖径10mm的卵圆形、凸起的透明组织,其中央部的曲率半径为8mm,
周边部较平坦,角膜的屈光指数为1.376,与空气的界面具有+43D的屈光度,为
眼球的主要屈光媒质。角膜分为五层,最表面为上皮层,为非角化性复层鳞状上
皮,上皮间分布着丰富的神经末梢,是全身痛觉和触觉最敏锐的部位。上皮表面
有一层泪膜覆盖,维持其湿润与呼吸功能。上皮层内尚有游走的组织细胞、巨噬
细胞、淋巴细胞,作为体表防御系统。上皮层下为前弹力层,或称鲍曼氏膜,为
增厚的胶原纤维层,厚8~14μm,它不具备再生能力,一旦受破坏即遗下疤痕。
角膜第三层为基质层,占角膜厚度的90%,由高度分化的角膜细胞、胶原和含
有粘蛋白、糖蛋白的底质构成,它们均匀一致的排列,使角膜具有高度透明性。
基质层的后面贴裱着后弹力层,或称德赛梅氏膜,是内皮细胞的基底膜,约10~
12μm,具有较强的机械强度。角膜后面为单层的内皮细胞覆盖,具有主动转输
离子的功能,将角膜基质层内的水分子不断地泵入前房,使角膜基层保持在脱水
状态而透明。人类的内皮细胞不能再生、分裂,随着年龄增大,单位面积内的内
皮细胞密度相应减少,外伤、炎症都可破坏内皮,当内皮细胞减少到1000/mm2
时,内皮功能就有可能失去代偿,此时角膜发生水肿并变混浊。正常角膜内不存
在血管,它的营养由角膜缘的血管网供应。
中层
篇二:《眼睛与仿生学》
教学课文:是一门新生的科学,前途广阔,不久的将来将在生产,生活各
个领域里得到广泛的运用。
今天我们来学习《眼睛与仿生学》,了解一下眼睛的仿生价值。
二、教学课文1、解释词语:
制导:通过无线电装置,控制和引导导弹等,使其按一定轨道运行。
散射:光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时,部分光线向多方面改变
方向的现象。
明察秋毫:比喻目光敏锐,连极细小的事物都看得清楚。秋毫:秋天鸟兽身
上新长的细毛。
别具一格:另有一种独特的风格。轻而易举:形容事情容易做。视野:眼
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睛看到的范围。
2、梳理课文:
课文结构:课文可分为三部分。
第一部分(1-3自然段)概括说明研究各种不同构造的眼睛的意义。
1.以人眼为例,说明眼睛对感知外物的重要作用。2.说明眼睛感知外物的
基本原理。
3.说明各种动物眼睛构造不同及研究它的重要意义。
第二部分(4-14自然段)具体说明对各种构造不同的眼睛的研究情况及已经
或即将取得的成果。
第一层(4-9自然段)人眼及动物一般眼睛的研究及意义。4.人眼的功能及
重要参考价值。
5.对人眼的研究已取得和即将取得的成就。6.青蛙有一双机能优异的大眼
睛。特点(过渡)7.蛙眼的独特本领。功能
8.对蛙眼研究已取得和即将取得的成就。9.鹰眼的特点及由此得到的启
示。
第二层(10-14自然段)复眼的研究和意义。10.以蜻蜓眼睛的结构特点来说
明什么是复眼。(过渡,承上启下)
11.象鼻虫复眼的特殊功能。12.说明什么是太阳的偏振光。13.蜜蜂复眼
研究的运用。
14.复眼的构造对于研究复眼透镜的启发作用和取得的成就。第三部分
(15-16自然段)仿生学研究的意义、范围和任务,并指出感觉仿生学已成为目前
仿生学的发展重点。多媒体展示相关资料和图片
写作手法:一、分析写作特点:1、说明顺序有条不紊
合理的说明顺序对于说明非常重要,因此说明文的顺序必须既符合人们认识
客观事物的规律,又符合事物本身固有的特点。人们认识事物有它的规律性,如
由感性到理性,由简单到复杂;事物和事理本身都有它内在的逻辑关系,如“一
般──特殊”;“整体──部分”;“因──果”;“主──次”;“深──浅”;
“大──小”(或相反)。按照这些关系安排说明顺序,就叫逻辑顺序。由于仿
生学是一门新兴科学,人们一般对它都比较陌生,所以作者不是先在科学定义上
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作文章,而是先介绍人们最熟悉,印象最深的人的眼睛,及其在仿生学中的意义,
然后再说明一些动物的眼睛及其构造和功能。就眼的构造来说,一般眼的构造比
复眼简单,所以作者先从一般眼睛谈起,然后再介绍复眼的构造及其在仿生学中
的意义。
本文的说明顺序是由一般到特殊,由简单到复杂。这样的说明顺序既便于读
者理解,又符合人们的认识规律,因此显得合情合理。
2、结构安排紧凑合理
说明文的基本结构有“总──分──总”“总──分”、“分──总”三种
形式。就文章的主体部分来说,由于层次之间的关系不同,常见的有“纵式结构”
(层进关系),“横式结构”(并列关系)和“纵、横合式结构”。通过分析各
自然段的内容,可以归纳出这篇说明文的结构。其段落大意可分别概括为:(1)
眼的重要(2)眼的功能(3)眼睛与仿生学(4)人眼的仿生价值之一(5)人眼的仿生
价值之二(6)蛙与蛙眼(7)蛙眼的特点(8)蛙眼的仿生价值(9)鹰眼的仿生价值(10)
复眼的启示(11)象鼻虫与仿生学(12)蜂眼的特点(13)蜜蜂与仿生学(14)蜻蜓和
苍蝇与仿生学(15)仿生学的定义及研究任务(16)仿生学的研究范围,类别和发展
重点。3、说明方法恰到好处
交错运用举例和比较的手法是本文在运用说明方法上的特点。一边大量地举
出例子,一边对举出的例子进行比较,既简略地介绍了相关事物的共同性,又详
细地说明了它们的不同之处。例如,文章开头部分以人眼与照相机进行比较,来
说明研究各种不同构造的眼睛在仿生学中的意义。通过两者的比较,着重说明了
人眼跟照相机不同的地方:要先对图像进行信息加工,抽取线段、角度、弧度、
运动、色度和明暗对比等包含重要信息的简单特征,并把它们编制成神经密码信
号,再传给大脑。同时,人眼还可以对比周围的景物,使人感知自身的运动和位
置状态,确定物体的距离,形状和相对大小等。又如,在介绍复眼时,以蜻蜓为
例,把它同人眼相比,说明它没有眼球,不能转动,靠头部的转动朝向物体,表
面是一层比较硬的半透明角膜,边缘与头部边缘融为一体。最后概括起来说明,
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要点小结:
课堂练习:
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的人眼所不及。通过举例与比较突出人和动物眼睛的不同特征,给人留下了
深刻的印像。
4、语言准确、严密:
课文在介绍视觉仿生学的一系列研究成果时,用词特别准确、严密。对其中
取得较好效果的,如“复眼透镜”,作者就具体介绍它的特殊作用,指出它“大
大提高了工效与质量”,对有些虽已制成但效果尚不理想的,如“人造眼”,
作者在介绍它的用途后,同时强调它还需要“进一步完善”,对于有些仅仅
得到某种启示,尚未研制成仪器或机器的,如“电子鹰眼”,作者就连用“如果??
就能够”、“如果??就有可能”、“如果??就可以”三个假设关系的复句来表示,
说明只是一种假设,并未变成现实。这样实事求是反映发展现状的写法,是科学
说明应当遵循的原则。二、小结:
这篇文章是介绍仿生学这门新兴科学的说明文,为了说明这门新兴科学,作
者运用了举例和比较交错运用,以及分析与综合的说明方法,具体,生动的生活
实例加上本文准确、严密、简明的语言把深奥难懂的科学道理表达得深入浅出、
通俗易懂。
三、练习巩固:
再读全文完成下列问题:
1.本文的题目是______,作者是______。2.本文要说明的主要内容______。
3.本文一开头就说“眼睛是人和动物的重要感觉器官”,为说明“重要”,
采用了______和______的说明方法。
4.本文的第3段,在文中的作用是______。
5.说明文的语言十分讲究分寸,如“制成了许多‘电子蛙眼’”、“如果
能够研制出具有鹰眼视觉原理的‘电子鹰眼’”,“国外已经投入使用”、“已
经在飞机上试用”等,表现了作者______态度,也体现了说明文的______性。
6.说明文有时要对事物做出判断,有时要给事物下定义如“这类由几十至
几万个独立小眼构成的眼睛,叫做‘复眼’”,就是______;“虾蟹、蜂、蚁、
蝇等节肢动物的眼睛都是复眼”,就是______。
7.“人眼的光学系统跟照相机是十分类似的”,这句话
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篇三:心理论文眼睛
论人的眼睛
摘要:对于人类来说,视觉是我们几大感觉当中拥有不可替代地位的感觉,
特别是自从人类由爬行进化成直立行走,在解放了双手的同时,拓宽了人类的视
野,嗅觉的部分功能退化,而眼睛得到了开发。一直以来,眼睛都被视为是人体
内构造最精密高效的感觉器官,被比作制作精巧的照相机,在日常生活中发挥着
重大作用。然而,对于眼睛的结构做深入的了解会发现,其实眼睛有许多不足之
处。为什么眼睛这么精密高效的器官会存在许多不足呢?关键词:眼睛;解释;
不足;
1.眼睛的日常功能
眼睛在日常生活中的功能,无非便是对视觉信息的采集、接收和传递。人类
在直立行走之后,便较多地依赖视觉系统来获得大部分所需信息。实验心理学家
赤瑞特拉曾经做过一个著名的心理实验,是关于人类获取信息的来源,即人类获
取信息主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实:人类获取的信息83%来自视
觉,11%来自听觉,这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,
1%来自味觉。可见,眼睛的功能所说简单但也十分重要。
2.眼睛的构造
眼睛的主要部分是眼球。眼球前面的透明的凸起为角膜,往内是充满眼房液
的眼前房,之后是不透明的虹膜,虹膜的开口为瞳孔,这是小孔成像模型中的小
孔,可以通过收缩来调节大小以调节进入眼睛的光线量。再往后是晶状体,相当
于照相机的凸透镜,可以通过睫状肌来调节焦距,晶状体之后是一个腔,称作玻
璃体,装满了玻璃体液。最后是视网膜,相当于照相机的底片,用以感受从瞳孔
射入的光,并将光转换为神经信号,传递信号的无数神经在眼睛的盲点聚合成视
神经束,将综合后的视觉信息传向大脑相关部位。我们所说的眼睛的不足,则主
要集中体现在视网膜上。
人的眼睛的视网膜从内向外分为几层,最里面是感光的视细胞,包括视杆细
胞和视锥细胞,往外是双极细胞,聚集视细胞传递的信息,在向外是神经节细胞,
它将信息由眼睛通过视神经传向大脑,最外面覆盖着一层较薄的毛细血管,为视
网膜的各种细胞提供养分。
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3.眼睛的不足
眼睛的不足体现在三方面。
一方面,人类眼球的一些特征并不具有功能意义,如当我们自后往前检查每
一只眼球时,我们看
到有6块细薄的肌肉,它们能使眼球运动,使之朝向不同的方向。为什么是
6块呢?只要配置得宜而且相互协调,3块也就够了,正如照相架只需要3条脚
一样。多出的眼球肌肉束事实上并没有多大存在的意义,反而会多消耗营养。眼
球肌肉数目的过多不具有什么功能上的意义。另一方面,眼的有些特征,不仅
不具有功能意义,而且还显然是于功能不利的。如人类以及所有脊椎动物的眼球
都具有功能上悖理的、颠倒排列的视网膜。这完全是个前后颠倒的不合理的设计。
感光细胞应该在最前面感受光线,神经、血管应该放在后面才对。而按这种颠倒
的设计,光要穿过血管、神经才能抵达感光细胞,不仅光线的质量下降,而且血
管的影子会影响我们的视觉,为了克服这些影子,我们的眼睛必须不断地做细微
的震颤运动以扫描整个视野,然后让大脑合并这些质量不佳的图片,去除阴影,
再组成一幅完整的图像。为了传递光信号,视网膜的神经元要与一束视神经相连,
视神经穿出眼球再绕回大脑。由于视神经在视网膜的前方,它穿过视网膜的那个
孔不可能有感光细胞,这样就造成了视网膜上有一点没法感光,也就是所谓盲点。
我们平时感觉不到盲点的存在,是因为大脑能根据从两个眼睛得到的信息取消彼
此的盲点,形成完整的图像。综上可知,眼睛的这种构造导致了感光的障碍而加
重大脑的负担。
此外,人眼设计上的缺陷,会造成一系列疾病。由于血管在前方,任何出血
或淤血都会形成阴影,而影响视觉。更严重的是视网膜的固定方式。视网膜的最
底层是感光细胞。这是一种很精致的、有毛的神经末梢,不可能牢固地固定住视
网膜,而只是与下面一层色素表皮细胞(这层细胞的作用是吸收多余的光子)很
松地连接在一起。这就使得视网膜很容易从眼球的内壁脱落。例如,脑袋遭受一
记重拳,就可能造成视网膜脱离,如果不及时治疗将导致永久失明;另外,随着
年龄的增大,这种本来就很松的连接会更加脆弱,轻微的撞击,甚至不需要撞击,
视网膜也会脱落,许多老人正是由于这而视力大幅度下降甚至失明,给日常生活
带来了许多不便。复杂的眼睛是不是只能采用这种奇怪的装配方式呢?绝对不
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是。章鱼的眼睛就不是倒装的。章鱼的眼睛也是非常复杂、良好的眼睛,可以在
近乎黑暗的深海中发现猎物。章鱼的眼睛和人眼一样是球状的,也有晶状体,但
是光透过晶状体后,就直接聚焦到感光细胞上,而无需先穿过神经、血管。章鱼
眼睛的神经、血管都位于感光细胞的后面,神经直接连到大脑,而无需先穿透视
网膜再往回绕弯。而且,章鱼的视网膜是由下面的许多神经纤维牢牢地固定着的,
不会脱落。
4.对眼睛的不足的解释
在很长一段时间里,眼睛被认为是十分完美的,设计论者常用此反驳进化论
从而支持自己的观点:因为眼睛是极其完美的结构,所以眼睛不可能是进化的产
物。既然这种完美结构根本不可能进化而来,那么它只能出自伟大的设计者的设
计。而完美的眼睛一直是一个令进化论者十分头疼的问题。达尔文也曾为此困惑
过,他曾直言不讳地写道:“眼睛有调节焦距、允许不同采光量和纠正
球面象差和色差的无与伦比的设计。我坦白地承认,认为眼睛是通过自然选
择而形成的假说似乎是最荒谬可笑的。”1在《物种起源》发表以后,他坦诚道:
“到目前为止,每次想到眼睛,我都感到震骇。”【】
然而,随着人们对眼睛结构的研究和认识越来越深,人们逐渐发现了眼睛的
上述种种不足,现今在一定程度上我们已经可以解释包括人类在内的所有脊椎动
物的眼睛的视网膜结构倒装问题。首先,进化论并没有说明进化出来的、经自
然环境选择剩下的生物、器官就一定要是完美的。每一种生物器官都不是,也都
不需要完美。还是以眼睛作为例子:羚羊的眼睛分布在两侧,每当介绍我们想到
这种眼睛时,便会感叹其结构的优点——分布在两侧的眼睛极大地扩大了羚羊的
视野,使得他们能够及时观察到周围情况的变化,是自己免于捕食者的捕食。然
而和人类的眼睛相比,这样的眼睛由于不能将双眼看到的画面相互结合,所看到
的视野只是单眼看到的,由于这个原因,较之人类的视野,羚羊的视野是模糊的,
难以形成深度的视野。但是,这种眼睛依然被自然选择保留了下来,因为,它们
适应其所有者所处的环境,而眼睛并不完美并不会使这种眼睛被淘汰。其次,
现存的眼睛并不一定要完善程度都彼此相同,当中也可以存在许多差异。事实上,
各种眼睛几乎都有自己不同而独特的特点。因此,不同生物的眼睛中出现有的眼
睛相对功能更好,有的眼睛功能相对较差的情况是正常的。例如,与人类的眼睛
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不同,大部分其他哺乳动物的眼睛是无法分辨颜色的。对这些动物来说,它们所
生存的世界只是由黑白两种颜色组成的。在这个方面上,人的眼睛似乎要比其他
哺乳动物的眼睛高级一点。而章鱼的眼睛,从上述的内容可以看出,相对要比人
类的眼睛高级一些。进化论并不会说明对于某种器官,某些生物的这种器官发展
程度一定相同。进化使得人类的大脑的功能可以说凌驾于所有物种的大脑功能之
上,自然会有一些器官(如眼睛)的功能相对功能低于一些生物,比如章鱼。但
重要的是,器官的功能适应各种物种所处的环境,满足环境对器官功能的特定要
求,有利于生物本身的生存与繁衍。因此,人类眼睛的诸多不足并未在章鱼的眼
睛里出现也是十分正常的。
那么,我们的眼睛的这种最后顺序颠倒的结构是怎么进化出来的呢?让我们
来推测一下。在生命刚刚起源的时候,生命并没有眼睛。随着其复杂程度的增加,
开始有了能够感受光线明暗的神经细胞,即最早期的眼睛。之后眼睛的结构逐渐
复杂,功能渐渐增加,为了增大感受光线的面积,感光细胞凹陷,可以感受不同
方向的光,提高了视觉的准确度,而且可以防止感光细胞受损伤。而内凹时就可
能出现感光细胞所处位置在内层还是外层的区别。基于这种区别上发展的眼睛最
终在经过对此基础进行修修补补之后,形成了现今的正常顺序的眼睛和倒置的眼
睛。而对与脊椎动物亲缘关系最近、因而有可能保留了脊椎动物的祖先特征的文
昌鱼的研究,发现了文昌鱼也具有倒置的视神经细胞。可见,倒置的结构是祖先
遗传下来的,我们在进化中只进行了一下基础之上的改动,仍然保留了这种结构,
因为它能够满足环境对这些生物体眼睛的要求。
结语
眼睛的不足是客观存在的,其存在也是有理由的。从不同的角度理解,或许
有不同的答案。总之,这是一个值得讨论的问题。
参考文献:
【1】达尔文.《物种起源》第六章第二节
本文发布于:2023-03-14 04:59:26,感谢您对本站的认可!
本文链接:https://www.wtabcd.cn/fanwen/zuowen/1678741167244099.html
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