弹涂鱼会眨眼——这是一个巨大的进化线索

弹涂鱼外表奇特，面容怪异，背景故事引人入胜。这种鱼其实是两栖动物，进化出了确保其在水中和陆地上都能生存的特征。它们的眼睛长在头顶，以便更好地观察空中情况，还能利用鳃腔中储存的水中氧气在陆地上呼吸。然而，这种生活在泥滩上的鱼眨眼的能力揭示了我们的祖先是如何从水中生活进化到在陆地上行走的。

4 月 24 日发表在《美国国家科学院院刊》 （PNAS）上的一项研究发现，眨眼行为与人类的眨眼有许多相同的功能，这可能是四足动物在陆地上进化的一系列特征的一部分。四足动物是一类动物，包括今天的两栖动物、鸟类、爬行动物和哺乳动物，它们在大约 3.75 亿年前的快速发展中进化到陆地上。

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动物眨眼是为了保持眼睛湿润和清洁，并保护眼睛免受伤害。有时，眨眼甚至可以成为一种交流方式。人类和其他四足动物在一天中不断眨眼，尽管这是一种微妙的动作，但却相当复杂。奇怪的是，弹涂鱼的眨眼时间与人类的眨眼时间大致相同。

“研究眨眼行为如何进化一直是一个难题，因为导致眨眼的解剖学变化主要发生在软组织中，而软组织在化石记录中保存得并不好，”论文共同作者、宾夕法尼亚州立大学生物学家托马斯·斯图尔特在一份声明中说道。“弹涂鱼独立进化出了眨眼行为，这让我们有机会测试眨眼行为是如何以及为何会在定期离开水面到陆地上生活的活鱼身上进化出来的。”

为了更好地了解弹涂鱼如何进化出眨眼的能力，研究小组使用高速视频分析了眨眼。他们将弹涂鱼的解剖结构与一种不眨眼的近亲水生鱼进行了比较。弹涂鱼眨眼时，眼睛从头顶凸出，类似于青蛙的眼睛。当眼睛被一层称为皮杯的粗糙膜覆盖时，它们会暂时将眼睛缩回眼窝中。

“弹涂鱼的眨眼动作似乎是通过现有肌肉的重新排列而进化而来的，这种重组改变了它们的活动路线，同时也进化出了一种新的组织，即皮杯，”论文合著者、西顿霍尔大学生物学家布雷特·艾洛在一份声明中说。“这是一个非常有趣的结果，因为它表明一个非常基本的系统可以用来进行复杂的行为。你不需要进化出很多新的东西来进化出这种新行为——弹涂鱼只是开始以不同的方式使用它们已有的东西。”

为了了解弹涂鱼为何会在陆地上眨眼，研究小组研究了眨眼在其他四足动物中的作用。人类的眼泪对于保持眼睛细胞的氧气充足和健康至关重要，因此研究小组研究了弹涂鱼是否通过眨眼来保持眼睛在暴露于空气中时保持湿润。

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“我们发现，就像人类一样，弹涂鱼在眼睛干涩时会更频繁地眨眼，”艾洛说。“令人难以置信的是，它们可以利用眨眼来润湿眼睛，尽管这些鱼还没有进化出任何泪腺或泪管。我们的泪水是由眼睛周围和眼睑上的腺体产生的，而弹涂鱼似乎将皮肤上的粘液与环境中的水混合在一起，形成了一层泪膜。”

他们还发现弹涂鱼眨眼是为了保护眼睛免受伤害，以及清除眼睛中可能存在的碎屑。这一发现表明弹涂鱼眨眼似乎可以实现眨眼的三大功能——保护、清洁和保持水分。

斯图尔特说：“弹涂鱼眨眼动作是完全独立于我们鱼类祖先进化而来的，与我们人类的眨眼动作有许多相同的功能。我们认为，这很可能是四足动物适应陆地生活时进化出的一系列特征的一部分。”