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图序—28 一只Coltraneia属的三叶虫化石。它生活在泥盆纪的摩洛哥,大约是4亿年前,拥有很大的复眼。(来自Guillermo Guerao Serra)
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图序—29 扇贝。每个绿色的小珠子都是一只眼睛。这个眼睛虽然也有一个晶状体,但折射率非常低,并不能聚集光线。光线要穿过透明的视网膜,被眼底的一个凹面镜聚焦在视网膜上。它们有两层视网膜,这能提高感光率,但不足以分辨物体。(来自Cavan-Images)
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图序—30 海蛇尾与海星的关系很近,你可以认为它们是一群腕很细长,很容易像壁虎尾巴一样脱落的海星。它们皮肤上的石灰质骨片构成了无数个凸透镜,能把外界的光折射到皮下的神经上,但是不能成像。(来自Rattiya Thongdumhyu及Dorothy M. Duffy)
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图序—31 冠三束水母(Tripedalia cystophora)是一种分布在加勒比海、印度洋、太平洋地区的立方水母,它们有4个感觉棍,每个感觉棍底部有一粒平衡石,用来感受海水的振动。在它上方有两个复杂的折射单眼,结构类似凤凰螺的眼睛,其中有一个屈光的晶状体,分别负责向上看和向下看;在这两个折射单眼旁边,又各有两个简单的感光器,是铺有色素和视神经的凹陷或狭缝。这样算下来,每个感觉棍共有6只“眼睛”,每只冠三束水母拥有24只“眼睛”。(David Liittschwager摄)
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延伸阅读鞭毛是怎样进化出来的?
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在神创论与进化论的交锋中,有一个著名的“奇兹米勒诉多佛学区案”,在21世纪刚刚开始的时候就给我们带来了一场精彩的辩论。
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2004年12月14日的美国宾夕法尼亚州,11名来自多佛学区的家长向联邦法院提起诉讼,控告当地教育委员会在公立学校中公然宣讲“智慧设计论”——生物有一些复杂的结构不能用进化解释,而一定出自某个高度智慧的设计者。
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法院受理了此案,2005年9月26日正式开庭,11月4日宣判,原告胜诉,法官宣布:所谓的“智慧设计论”不过是改了名字的神创论,是一种明确的宗教思想,不但不是科学理论,还充斥着过时和错误的观点。
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或者更直白地说:
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任何关于“造物主”的理论都是伪科学。
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我们不需要纠结这场审判中的流程细节,而只需注意被告方为“智慧设计论”提供的关键“论据”:细菌鞭毛。
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所谓“细菌鞭毛”是细菌用于运动的细胞器。鞭毛从外观上看很简单,就是细胞膜上长了一根又细又长的线,能像精子的尾巴那样不断扭转,搅动水流,推动细菌前进(参见图序—4)。但仔细观察它的微观结构,就会发现它格外精密复杂,好似一台微小的发动机。
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如图序—32,细菌鞭毛是一种超巨型蛋白复合物,它的基体部分镶嵌在细胞膜和细胞壁之间,由一系列的蛋白质圆环依次叠摞构成。其中,最下方的几个环互相咬合在一起,可以在细胞膜上转动,我们可以将它称为“转子”,尤其是下方的C环特别大,在边缘上有很多齿,好像一台水车的轮子,而在C环这个轮子的边缘又簇拥着大约10个小型离子通道,我们把它们称作“定子”。
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这本书之后的章节会告诉你,细菌的新陈代谢会持续不断地把氢离子泵到细胞膜(对于图序—32,特指“内膜”)的外侧去,使得细胞膜外侧的氢离子浓度远远高于细胞膜内侧的氢离子浓度。这种浓度差异会产生一种强大的压力,迫使细胞膜外侧的氢离子返回细胞膜内侧,而细胞膜又几乎不能被氢离子渗透,所以氢离子必须寻找专门的离子通道钻回去。
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大量的氢离子顺着定子中央的通道返回细胞膜内侧,就会形成一股强劲的氢离子流,汹涌地冲向C环边缘,于是,整个C环就真的像水车的轮子一样旋转了起来。
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在C环的带动下,整个转子,乃至通过鞭毛杆和鞭毛钩连接着的鞭毛丝,都将飞速地旋转起来。据统计,细菌鞭毛每分钟可以扭转200周到1 000周,每秒推动细菌前进60倍的体长。这是个惊人的速度,要知道,就连猎豹也只能每秒前进25倍体长。
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图序—32 革兰氏阴性细菌[9]的鞭毛结构。这类细菌的细胞表面有两层膜,中间夹着一层细胞壁,鞭毛的基体部分就镶嵌在这三层结构之间——图中的鞭毛丝给人越来越细的感觉,但实际上鞭毛丝粗细均匀,这里是用透视表现鞭毛很长。另外,为了表现得清晰一些,这个结构图示经过了严重的简化和省略,比如输出门控之间有些精细的栅栏没有描绘,鞭毛钩事实上也不是一根弯管,而只是一段比较柔软、很容易弯曲的管道。(来自LadyofHats | Wikicommons及本书作者)
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