人體也有「缺陷」?我們身體裡的這兩個設計「不靠譜」

2020-12-04 北京科學中心

人類常常把自己稱作「萬物之靈」,那是因為人類擁有其它所有物種都無法媲美的智力。

然而,拋開智力不談,人體的生理結構在「動物王國」中確實太過普通,毫無優勢可言。

今天我們就來聊一聊,人體眾多「不靠譜」的設計中的兩個——視網膜智齒。

視網膜:借我一雙慧眼吧

人們常說眼睛是心靈的窗戶,它如同一臺精密的照相機,將周圍環境中的信息源源不斷地傳遞給大腦。

然而,我們的這臺「照相機」其實並不足夠精密,甚至遜色於水中不起眼的章魚。人類眼球結構中最明顯的問題便是視網膜細胞的排列順序

視網膜是眼球內部負責感光的結構,它由幾層細胞相疊而成。其中有一層細胞(視錐細胞和視杆細胞)負責感光,另外幾層細胞負責將視覺信號傳遞給神經細胞,最後視覺神經將這些信號匯總傳入大腦。

然而,問題出現了:我們負責感光的那一層細胞不知為何,偏偏躲在了最後面——擋在它前面的雙極細胞、水平細胞、無長突細胞和神經節細胞足足覆蓋了5~8層。

也就是說,光線進入人的眼睛之後,首先要通過重重疊疊的各種細胞到達內層的感光細胞層,感光細胞會將接收到的光信號轉變成為電信號。

產生電信號「倒轉方向」,向外傳遞,被外層的神經細胞接收。

神經細胞聚集成神經纖維,「匯總」電信號,之後再次「掉頭」,將電信號向內傳入大腦。

大腦皮層視覺中樞再將電信號加工、處理為視覺。按照以上步驟,視覺信號經過360°的迴旋、轉換,終於被我們看到了。

然而,如此一通折騰之後,我們眼中的世界已經變成了「低清畫質」。

這樣顯然是不行的,經過千萬年的進化,人類重排了感光細胞層的分布,將大量感光細胞集中在一處,這樣使得我們的視野中央「高清」,周圍「低清」,算是解決了畫質問題。

然而,這種奇怪的布局還帶來了另一個問題。上面提到的視覺神經匯總後,要離開眼球,進入大腦,這勢必要在視網膜上打開一個「洞」穿過去。

在這個「洞」附近,自然無法布置感光細胞,這就形成了著名的「盲點」。

日常生活中,我們一般使用雙眼視覺,這時兩眼盲點區域的圖像可以互相補充。然而當我們用單眼看物體的時候,盲點就很容易被發現。

比如下面這個小實驗:

請閉上右眼,只用左眼盯住右邊的藍色圓形圖案,將屏幕逐漸靠近,你會發現在某個位置,左邊的十字圖案突然消失了。繼續靠近,十字圖案又會重新出現。

十字圖案消失的時候,它的像就恰好落在了左眼視網膜視覺神經交匯處,沒有感光細胞的「盲點」區域。

雖然這裡沒有感光細胞,但我們的大腦卻有強大的「腦補」能力,它會根據周圍環境的特徵自動補全盲點區域的圖像。比如上圖中,紅色十字圖案消失之後,我們的大腦便自動將那個區域填充為「白色」。

另外,只用單眼視覺時,我們的大腦還可以通過快速變換視角,利用前後圖像的重疊來校正盲點的視覺誤差。

「盲點」雖然有趣,但是對我們的生活影響其實不大。真正麻煩的是這種結構會給人類帶來了多種原本不必要的疾病。

比如負責為視網膜供血的眼底動脈和靜脈(同樣擋在感光細胞面前),即使只有少量出血,也會遮擋光線,造成視力下降、視野缺損。

再如,感光細胞並不像神經纖維那般強韌結實,它們和眼球壁疏鬆地貼在一起,非常容易脫落,也就是常見的眼科疾病——視網膜脫離

與人類相比,章魚無疑選擇了「更優的」進化路線。它們的眼底結構完整、對稱、更趨合理。

章魚的感光細胞位於最外層,而神經細胞在內層。光線進入眼球可以直接被感光細胞接收,視覺信號不需要迴旋繞路,神經纖維層和眼球壁的結合也更為牢固。

它們不僅可以輕鬆形成高清視覺,而且幾乎沒有眼底出血和視網膜脫落的風險,真是讓人羨慕啊!

智齒:無處安放的疼痛

智齒也稱智慧齒,是人類的第三磨牙,隨著遺傳基因的不同,智齒一般會在16~30歲之間長出,也是人一生中最後長出的牙齒,因為此時期的人們心智比較成熟而得名。

相信許多朋友都有過和智齒「鬥智鬥勇」的經歷,從隱隱作痛到寢食難安,最後難免走進醫院將它們拔掉。

受盡折磨之餘,我們不禁要問:這顆多餘的牙齒,究竟為何存在?

其實,這顆牙齒對於我們的祖先來說並不多餘。

人類早期能獲得的食物一般比較粗糙,比如堅果、生的或半生的蔬菜和肉類等,咀嚼這種食物需要強大的咬合力,此時的人類下頜骨更加寬大,使其擁有相對更多的生牙空間。

另一方面,那時人們的牙齒磨損較快,牙齒會因損傷過度而脫落。舊牙的脫落能為新牙的萌發留出空間,因此智齒的萌出一般不會受到阻礙。

從石器時代開始,人類對食物的加工越來越精細,咀嚼不再需要很大的力量。經過一代代演變,人類的下頜骨漸漸變小變窄,但牙齒依然容易磨損脫落。

進入近現代社會之後,人類牙齒的磨損速度更是大幅減慢,這使得最晚萌發的第三磨牙終於無處安放,「智齒萌出受阻」也開始成為了一種常見的疾病,這種病到現在也不過短短幾百年的時間。

幾百年,對於生物進化千百萬年的歷程來說只是短短的一個瞬間。也許未來的人類會進化掉這對第三磨牙,但今天的我們更應該感謝醫學科學的進步,通過拔智齒等手段,讓我們超出進化的局限,擺脫這份無處安放的疼痛。

其實人體中「不靠譜」的設計還有很多,今天就先只和大家介紹這兩個讓人「愛不起來」的設計吧。

人類只是大自然中一種普通的生命群體,生命原本就是不完美的,但也正是這種不完美,才造就了大千世界的萬種生靈。

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