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你很难发现扇贝有什么特别之处。它与蛤蜊、贻贝或其他双壳贝类的外表相似，互相铰合的外壳内部隐藏着一个肌肉极其发达的生物，极其适合佐以黄油烤熟享用。
但这道随处可见的主菜没这么简单：扇贝通过数百只眼睛来观察世界。这些眼睛排列在外壳边缘，闪闪发亮，在水中就像一条项链。每只眼睛都位于扇贝触手的顶部，可以伸到贝壳之外。
虽然一些无脊椎动物的眼睛只能感受到光明和黑暗，但长久以来科学家们都猜测扇贝能够辨认图像，甚至可以迅速识别出捕食者，以便逃到安全地带。然而，扇贝的眼睛非常纤弱且微小，每只眼睛只有罂粟籽那么大，以至于科学家们一直在努力理解它们的工作方式。
现在，一群以色列研究人员利用强大的新型显微镜，揭开了扇贝眼睛的神秘面纱。上周四，他们在《科学》期刊上发布报告称，扇贝的每只眼睛都含有一个由数百万方形晶体组成的微型反光镜。反光镜将入射光线反射到两个视网膜上，每个视网膜都可以探测扇贝周围环境的不同区域。
我们人类的眼睛与照相机类似，通过晶状体将光线聚焦在视网膜上。这项新的研究表明，扇贝的眼睛更类似于另一种技术：最早由牛顿发明的反射望远镜。如今，天文学家建造巨大的反射望远镜来观察太空，而扇贝则使用方形晶体组成反光镜。
埃克塞特大学（University of Exeter）的神经科学家加斯帕尔·杰克利（GáspárJékely）没有参与这项新研究，他表示：“对我来说，这些眼睛聚集了牛顿和达尔文的智慧。”
通过早前的研究，科学家们已经了解到扇贝的眼睛非常复杂。每个扇贝都含有一个晶状体，两个视网膜，后部还有一个反光镜般的结构。科学家们猜测，光线穿过几乎完全透明的晶体和视网膜之后，都会被反光镜反射回视网膜上。
但没有人知道反光镜是如何工作的，或是当其他动物仅需要单个视网膜时，扇贝为什么需要一对。
最近，以色列魏兹曼科学研究所（Weizmann Institute of Science）的博士后研究员本杰明·A·帕尔默（Benjamin A. Palmer）和同事一道，使用了一种称为冷冻电子显微镜（cryo-electron microscope）的强大新工具来观察扇贝的眼睛。
他和他的同事们冻结了扇贝眼睛的切片，以便检查组织中微小分子细节。（上个月，三位研究低温电子显微镜的先驱获得了 2017 年诺贝尔化学奖。）
很早之前，研究人员就发现扇贝眼睛中的反光镜是由鸟嘌呤构成的。鸟嘌呤作为 DNA 的主要成分之一而广为人知，但在某些动物体内，鸟嘌呤被用来构成能够反射光线的晶体。
一些鱼类表现出的银色色调就是因为含有鸟嘌呤晶体。变色龙使用鸟嘌呤晶体来改变皮肤的颜色。但没有人知道扇贝是如何利用鸟嘌呤观察世界的。
帕尔默和他的同事们使用冷冻电子显微镜发现，扇贝形成了一种自然界从未发现过的鸟嘌呤晶体：一个扁平的正方形。“我们很惊讶，”他表示，“我们知道这个发现非常有意义。”
研究人员发现，这些反光镜由二十到三十层鸟嘌呤晶体组成，每一层都包含数百万个镶嵌在一起的方块，就像墙上的瓷砖一样。
扇贝眼睛的特写。它们像巨大的太空望远镜一样反射光线。图片版权：Dan-Eric Nilsson/Lund University
南卡罗来纳大学的视觉生态学家丹尼尔·I·斯派塞（Daniel I. Speiser）说：“方形的镶嵌方式是一种全新的发现。”他并没有参与这项研究。
帕尔默和他的同事们给扇贝眼睛拍摄了 X 光片后，发现多层晶体形成了一个平底凹形的碗状物。科学家根据这些发现创建了一个眼睛结构的计算机模型，使他们能够追踪光线经过反光镜反弹时的路径。
矛盾的是，鸟嘌呤方块本身并不会反射光线，因为它们是透明的。但它们的排列方式让整体形成一面反光镜。
晶体层之间由液态的薄层分隔，当光线通过它们时，光会从原来的方向进一步弯曲，最终完全调转方向，向眼睛前部传播。
研究人员发现，这种排列方式非常适合于水下视觉。因为相较其他方法，它反射的光线更多。帕尔默说：“这面反光镜基本上百分之百反射它所接收到的蓝光。在水下环境中，你需要反射所有的光线。”
帕尔默和同事建立的模型也有可能解决两个有关视网膜的奥秘。研究人员发现，每个视网膜都会接收来自动物视野不同部位传来的强烈聚焦的光线。
一个视网膜可以清晰地显示眼前的环境，另一个则可以更好地观察周围的情况。
帕尔默推测，扇贝在遇到不同挑战的时候可能会使用不同的视网膜。
负责中央视野的视网膜可以让扇贝快速识别即将到来的捕食者，从而通过游走迅速撤离。
而在海底寻找可以停下来觅食的位置时，扇贝可能会使用到它们的周边视觉。
这项新研究表明，扇贝的每只眼睛都非常复杂。而且，扇贝上的数百只眼睛都将信号传递给一组神经元，这些神经元可以将这些信息结合起来，形成一幅展现外部世界的丰富图像。
对于斯派塞来说，这一切都显得太大材小用了。为什么一个如此普通的双壳类动物需要使用《星球大战》级的视觉技术？他说：“为什么扇贝看得如此清楚呢？这仍然是一个待解决的难题。”
帕尔默说，扇贝的眼睛有望为新发明提供灵感。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。而一个仿照扇贝眼睛的人造装置也许能在昏暗的海水中拍照。
不过，帕尔默对创造工程领域新材料的前景更为兴奋。他的研究表明，扇贝能够精巧地控制晶体，从而形成研究人员无法想象的形状。
在这一点上，没有人知道它们是如何做到的。帕尔默表示：“了解这一点可能会打开新世界的大门，而不仅仅是制造一个单一的仿生设备。”
翻译：熊猫译社 陶佳琪
题图版权：Ceri Jones/Haven Diving Services
© 2017 THE NEW YORK TIMES
