人為什麼沒長三個眼睛？

01-13

復旦大學自主招生題

為了節約能量。

對於脊椎動物來說，眼睛其實是非常耗能的器官。根據隆德大學的Damian Moran教授在Science Advances發表的研究結果，生活在地表的墨西哥麗脂鯉的視覺器官最多可消耗其所攝入能量的15%。

墨西哥麗脂鯉為研究視覺的影響提供了很好的模型。這種魚有很多變種。其中一種住在完全黑暗的洞穴中，沒有眼睛（上圖）。生活在地表河流的墨西哥麗脂鯉是有眼睛的。

Damian Moran教授從墨西哥採集了三種墨西哥麗脂鯉——洞穴盲魚、地表魚和殘留部分視力的變種魚，並把他們帶回瑞典的實驗室，在那裡用特製的呼吸測量儀測量並比較這些魚及其所有內部器官的大小和代謝率。結果發現，三種魚的心臟、消化系統和生殖系統的大小及能耗近似，但是地表魚的大腦占其靜息代謝率的23%，相比之下，洞穴盲魚只佔10%，洞穴魚大腦視覺部分的尺寸縮減顯著降低了能耗。這是穴居生物為了節約能量而失去視力的強有力證據。

研究還顯示，根據地表魚類年齡的不同，視覺系統需要消耗攝入總能量的5%到15%。洞穴魚之所以失去雙目和視覺皮層，毫無疑問是因為在洞穴的生活環境中，為保存這種用處不大的感官系統進行能量消耗是不可持續的。在營養缺乏的洞穴環境中，盲魚所節省的能量可能是生死攸關的。洞穴盲魚的例子清楚地說明了一點：嚴酷的自然選擇不容許用處小但能耗大的器官存在。

人類遠古祖先們的生存環境也是相當惡劣的，在兩隻眼睛完全能滿足需求的情況下（雙眼足以使我們擁有立體視覺），當然不會多長一隻眼睛來浪費能量。要知道人類一隻眼睛的視網膜就擁有1.3億多個高耗能的感光細胞（它們是人體內耗氧速度最快的細胞），而且僅為了處理雙眼的視覺信息，約1/3大腦皮質都要參與工作，這也要消耗大量能量。因此，可以想像，長三隻眼的能量代價必定是巨大的，即便有突變出第三隻眼睛的個體，也必然在自然選擇中被淘汰了——很可能是餓死的。

參考文獻：

The energetic cost of vision and the evolution of eyeless Mexican cavefish. Science Advances 2015: Vol. 1, no. 8, e1500363 (DOI: 10.1126/sciadv.1500363).

不知道你有沒有發現：

陰雨天心情會不好，大晴天就會心裡暗爽；

蛋雞養殖場裡面24小時燈火通明；

睡眠不好或者倒時差，吃點褪黑素就能有所改善。

其實這種種現象都和人類的第三隻眼睛——松果體有關係。從脊椎動物的演化過程上來看，無論是運動系統、循環系統還是神經系統，都是結構越來越複雜、功能越來越強大這麼一個套路。但是為什麼很多兩棲動物、爬行動物頭部正中尚存在的第三眼，到了鳥類和哺乳動物就找不到了呢？甚至在體表連個殘跡都沒留下？

而且人類和其他脊椎動物的器官往往是左右對稱，呈偶數分布的。為什麼有一些兩棲動物和爬行動物長出了不對稱的第三隻眼呢？

通過對兩棲動物和爬行動物第三隻眼的解剖觀察，我們發現這些第三眼不具有典型的複雜眼球結構，而更類似於一些感光細胞集合成的盤子。

由於沒有屈光結構，所以第三眼不可能具有清晰的成像功能，而是僅能感光，第三眼收集到的光信號通過神經傳入腦的特定結構，通過處理，對一些基本的生命節律和逃避機制起調節作用，比如睡眠-覺醒，對季節的感知，繁殖行為等等。

視覺的基礎是視紫紅質的結構改變，視紫紅質接收光照後變構，將光學信號轉化為化學信號，然後影響視網膜細胞跨膜離子流，產生電信號。變構的視紫紅質再變構回去，改變的細胞膜兩側離子濃度還要再通過鈉鉀-ATP酶泵回原有的靜息水平，這些過程都是耗能的。所以第三眼也算是個不大不小的耗能戶。

高等脊椎動物，如鳥類和哺乳動物，第三眼則完全退化，曾經與第三眼相通的大腦結構卻保留了下來，即上丘腦旁的一顆松子狀的結構——松果體。松果體保留了全部用於調節生物情緒和節律性活動的內分泌功能。我們熟知的褪黑素（松果體素）就是松果體分泌的激素，可以調節動物的睡眠規律。

而第三眼接收光信號的功能則整合到了對稱分布的眼球上。2015年，Csáki á等人發現了黃金地鼠眼球和松果體之間的神經連接，這種神經連接在大鼠中則不一定具有[1]。

可見哺乳動物和鳥類拋棄第三眼是因為擁有了功能更加強大的眼（爬行動物、兩棲動物多數視力不佳），乾脆就處於能量和營養的經濟考慮，把第三眼功能整合進去了。但是第三眼的神經中樞卻完整的保留在腦子裡，控制著哺乳動物和鳥類的很多生物節律。

參考文獻：

1. Csáki á, Vígh B, Boldogk?i Z,et al. Is a neuronal chain between the pineal body and the retina in rats and hamsters? Transneural tracing studies.Neurosci Lett. 2015 19(588):1-6

關於進化的遺迹，我還寫過一個答案：

https://www.zhihu.com/question/33178312/answer/144344774

說說蒙氏結節--長在你我身上的進化遺迹 - 知乎專欄

歡迎拓展閱讀

首先，自然界中是有多眼物種（比如蜘蛛）與三眼物種，比如，他：

大家可以觀察一下吃的牛蛙，其實兩眼之間也有類似上圖灰點狀的結構，只是不是很明顯。

很多魚類、鯊魚、七鰓鰻、兩棲動物和蜥蜴都有這種第三隻眼，其實它是上丘腦松果體上連接的副眼，具有感光細胞結構。紐西蘭的喙頭蜥甚至發育出了類似章魚眼睛具有類角膜、晶狀體和視網膜結構的松果眼。但現存三眼動物的眼都覆蓋在頭骨或頭頂皮膚薄膜下，古代甚至有直接開頭骨外露第三眼的蜥蜴。松果眼的作用主要是觀察天空光線明暗變化，以形成四季與晝夜生物鐘，來調節自身新陳代謝，還能調節皮膚顏色來和環境匹配。

接下來說人類為什麼就沒有第三隻眼了。

其實我們還是擁有第三隻眼的殘骸的——松果體。相比與鳥類的松果體直接壓在頭骨下方，並且還留存一定的感光細胞，哺乳動物的松果體隨著新腦皮層發育被塞到了腦溝深處，並且完全喪失了感光能力。但是，松果體本身作為一個內分泌器官，雖然不能再直接感光，卻能利用雙眼感光信號來判斷晝夜變化規律，推導出季節變化從而決定是否要發情。因為只有春天出生的小朋友才能健康快樂地長大啊！

那麼現存大多數動物尤其是哺乳動物和鳥類為什麼把第三隻眼藏到腦殼下面了呢？因為第三隻眼太不安全了啊！本來眼睛就是很脆弱的器官，你再頭頂頂著一隻水汪汪的大眼睛招搖過市，誰都會忍不住來啄一下的吧。尤其是鳥類這種飛行生物的出現，讓第三隻眼的安全性大大降低。另外本來很多亂石堆用頭頂著就鑽過去了，有了第三隻眼，滿腦袋都是弱點，失去了很多生存優勢，這也是為什麼現存生物即使有第三隻眼也用膜遮遮掩掩的原因。

那麼為什麼某些兩棲動物和蜥蜴還留存第三隻眼，不像哺乳動物一樣直接用雙眼的信號來調控生物鐘呢？因為它們的生存環境普遍處於非常陰暗的草叢濕地里，它們的身高使它們無法避開障礙物觀察自然光線變化，唯一能觀察到自然光線的就是頭頂的天空，然而它們不！會！扭！頭！最多只能水平平移，眼睛又長在身體兩側，叫它們看天真的有困難啊！只能忍住這個劣勢用膚色各種掩蓋自己的第三隻眼，讓你幾乎發現不到它的存在。比如剛才說的喙頭蜥：

發育這麼好的第三隻眼，根本看不出在哪裡。。。

於是很好解釋我們人為什麼沒有第三隻眼了，因為我們高，我們會扭頭，我們不需要。還留著松果眼孔的哺乳動物祖先都給恐鳥啄死了。

另外說一下，相比與其他哺乳動物，人類的松果體很廢材，過了童年期就沒用了，鈣化成一堆石頭，吃再多腦黃金也召喚不回來了。原因也很簡單，人是一年四季365天天天發情生物，不需要用四季變化來激發性腺內分泌，按季節發情的祖先都被沒羞沒躁的祖先給競爭掉了。

就沒有人知道松果體嗎？

https://www.zhihu.com/question/24821319/answer/47495868

轉一個專業的回答，希望能有所幫助。

自主招生題啊。

我個人認為是這樣的。

哺乳類動物的眼睛用於觀察，這種感知能力被視為視覺。

而我們知道，一隻眼睛對距離的概念很弱。

不信，你閉上一隻眼睛，習慣了之後你會發現，一隻眼睛對距離的感覺是十分困難的。你的眼睛和目標是一條線，在不清楚那個點大小的時候，你沒有其他參照物確定位置關係。

但是如果你有了兩隻眼睛，就可以有兩個點和目標構成三條線確定一個三角形，這樣，目標點的變動會直接導致兩隻眼睛至目標線的角度和長度距離發生變化，形成綜合的立體的感官，要明顯優於一隻眼的平面感官。

而三隻眼?兩隻眼睛能做到的事情，為什麼要第三隻眼睛，多一個眼睛就要多消耗一份能量。

所以最優解，兩隻眼睛。少了不行，多了浪費。

人有，就是松果腺，不過長期不用已經退化，但是通過一些修鍊可以再次啟用，方法包含但不限於養氣、轉周天、打坐等等。

啟用第三隻眼以後，內可以觀五臟，外可以透視並且具有千里眼。

此法有一整套科學體系，包括算卦、寫符紙等等，各種武藝高強的道長和氣功大師都能包學會，有慧根的還能飛升上仙——當然這都是要收費的，然而收你點錢並不影響大師的清凈修為，沒點緣分還不收你的錢呢！

2017/04/07

再次更新下，今天瀏覽B站時候偶然發現這個視頻

大腦為什麼長這樣？眼睛為什麼不長在後面？_趣味科普人文_科技_bilibili_嗶哩嗶哩

這裡面用演化論解釋的很清楚，由輻軸對稱的生物演化成軸對稱的生物，使得生物變成具有上下，左右，前後的極性，是受到一組Hox基因調節的。終極動力就是生物趨利避害的本能。感覺系統發的配合更強的運動系統，從而獲得更強的生存能力。

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試著答一下

我們能感知的世界是一個三維的世界，為了感知三維世界最基本的的是需要兩個眼睛，單獨一隻眼只能形成二維畫面，只有長寬，沒有縱深。當兩眼同時注視，視覺信號經過視覺中樞的加工才能形成立體視覺。從而感知三維世界。因而兩眼是形成對外界環境正確認識的基本配置。如果再長出一隻眼則多餘了，演化論告訴我們生物會最大限度利用資源，多餘的結構勢必佔用更多的神經細胞。這一點看來，人是不需要第三隻眼的。

另一點是對稱，我們人是一個軸對稱生物(很多生物都是，除此之外有輻軸對稱生物，如海葵，水母)，從發育角度來看，特殊感覺系統最早進化出來的是前庭系統，用來維持穩定，(此後的感覺系統皆是與此系統配套)。作為軸對稱生物，最早就是要維持對稱軸兩側的平衡，因而神經系統的演化也遵循這個規律，按照對稱軸左右來配置。而輻軸對稱的生物如水母則是每個觸手上皆有感覺系統，這也與其對稱軸相符合。因而人具有兩隻眼(作為神經系統特化的感覺器與最原始的前庭系統相配，事實上視覺系統和前庭系統一起也參與維持身體平衡)。

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更新下：

我的思路：

1.三維世界是客觀存在的。

2.感受三維世界兩隻眼是基本配置，能辨明物體大小，方位，遠近等。

3.動物最原始有趨利避害的本能。

4.在具有神經系統的生物中，所有感受器感受外界信息以後，經中樞綜合，經由外周效應器做出反應。因此感受器的功能必然和效應器相協調。

5.由固定不動的生物演化為具有神經系統能運動的生物，運動系統（效應器）必須由感覺-平衡系統（感受器）的支持才能實現。這其中，化學感受器（嗅覺，味覺）和物理感受器（光，聲，位置，震動，溫度，觸覺等）必然是和運動系統協調一致工作的。

6.從神經系統功能發育的角度來看，運動系統最早發育的就是平衡系統（最原始的是前庭系統，嬰兒由躺-抬頭-翻身-坐-爬-站-走，就是由粗-細的發展過程，這其中嬰兒的視覺系統也跟著同步發育的），視覺系統其中一個功能就是協助運動的平衡。

因此，一個生物想要有複雜的運動，必然有發達的視覺系統配合，才能做出趨利避害的反應，在最原始三胚層生物扁形動物（模式生物是渦蟲）中就已經具有了功能集中的神經系統，具有兩個眼點，這和渦蟲能在水中自由運動是分不開的。自由運動能力的獲得，能讓渦蟲更具有生存能力，因此感受器眼也隨之進化了。對稱軸每一半具有一隻眼就能使得運動更加協調。

PS：我的推論只考慮了視覺的基本功能，那就是提供清晰的客觀世界，以配合機體運動的功能。以運動最基本的平衡系統為基礎，感受器都是對稱分布（聲，味，嗅，光等）以適應生物趨利避害的運動本能。但是生物為何能從輻軸對稱的腔腸動物演化成軸對稱的渦蟲這個邏輯並不清晰。

有一個拿去交易了。

功能決定一切，前面已經有人說了，雙眼可以看到三維世界，另外還有一點需要注意的是眼睛這種脆弱的器官最好還是有個備份，這樣就算受到外傷或者疾病影響一隻眼失去/減弱功能之後也依然不會對生存造成太大的影響。而至於為什麼沒有三個眼睛因為沒必要啊，視覺可是佔據了人腦很大的一部分內存和CPU的，多一隻眼不知道要浪費多少資源呢

有啊，樓主是不是忘了，我們屁股上還有一個*眼

不止在一個地方，聽說有。

就說嘛，

總感覺腦門那空空的，

臉上別的地方都是東西，

空著就是為了撞牆嗎？

松果體差不多就那個位置，

可能真的是退化了，

省著點能量，

畢竟兩隻眼就可以感受空間世界了。

以下為原文

有. 書上說,醫學上曾經研究出人的松果體前部有一隻眼睛，或者說,它具有人眼睛的所有結構,醫學上承認說,那是一隻退化了的眼睛. 中國古代有類似開天目的說法,現在的特異功能里的天目,就是類似所說的第三隻眼睛. 松果體松果體是一顏色淡紅的橢圓形小體。位於人體丘腦的上後方。以柄附於第三腦室頂的後方。松果體是人體的第三隻眼睛。說人體有第三隻眼睛，似乎是不可思議。其實，生物學家早就發現，早已絕滅的古代動物頭骨上有一個洞。起初生物學家對此迷惑不解，後來證實這正是第三隻眼睛的眼框。研究表明，不論是飛禽走獸，還是蛙魚龜蛇，甚至人類的祖選，都曾有過第三隻眼睛。只不過隨著生物的進化，這第三隻眼睛逐漸從顱骨外移到了腦內，成了「隱秘的」第三隻眼。儘管松果體移入了黑洞洞的顱腔內。「深居簡出」、「與世隔絕」，不能直接觀察五光十色的大千世界。但由於它曾經執行過人類第三隻眼晴的功能，憑著它原來的一手「絕活」，仍然能感受光的信號並作出反應。例如人們在陽光明媚的日子裡會感到心情舒暢、精力充沛、睡眠減少。反之，遇到細雨連綿的陰霾天氣則會情緒低沉、鬱鬱寡歡、常思睡眠。這一現象正是松果體在「作崇」。

個人感覺供娛樂吧

覺得好玩了點個讚唄~

智人長兩個眼睛是因為早期直立人長著兩個眼睛，因為南方古猿長著兩個眼睛，南方古猿有兩個眼睛是因為哺乳動物有兩個眼睛，也就是因為始祖獸有兩個眼睛，再倒推，就是因為各種祖先當初在海里都是兩隻眼睛，所以人類是兩隻眼睛。

我們開始假設一下當初剛長出眼睛的祖先的情況。

或許祖先有個兄弟長著三隻眼，但是可能他攝取的食物熱量不足以支撐這種結構，或許是因為三隻眼重影太高影響他生存，或許是雌性嫌他太丑不願意跟他交配，所以他三隻眼的基因就流傳不下來。

所以只有兩個可能，要麼三隻眼的祖先兄弟從沒出現過，要麼就是出現了競爭不過兩隻眼祖先，總之他沒辦法傳承，否則，但凡他傳承了，現在的動物界也不是這樣，我更傾向於從沒出現過。

或許很久很久以前，在大海當中有兩條魚在打仗，雙眼魚把三眼魚咬死了，從此確定這個世界雙眼是正義。

首先，可能知乎上同學們普遍認同進化論。那麼按照進化論，「人為什麼沒長三個眼睛」這個答案是非常簡單的，那就是幾百萬年前的古猿沒有長三個眼睛，幾千萬年前的原始哺乳動物沒有長三個眼睛，幾億年前兩棲類也沒有長三個眼睛。人沒有任何自然選擇動力去進化出三個眼睛。如果真要進行這樣突破性的進化，那麼短短數百萬年應該也是不夠的。你可以把生物理解成一個程序，其代碼是在前人的基礎上不斷修改、不斷微調而成的，如果之前那一版的代碼根本沒有關於「三個眼睛的描述」，你想通過「進化」來變出第三個眼睛，那是痴人說夢，因為你需要動幾億年前的底層代碼。

其次，可以談談為什麼沒有自然選擇動力去進化出三個眼睛，或者說上面這些古生物為什麼都是兩個眼睛。我從工程的角度談談理解

第一看需求。兩個攝像頭對於理解和定位三維世界是足夠的了，三個攝像頭的邊際效應不高，長在前面基本沒用。而如果長其他地方，比如長腦袋後面是有擴展視野效應的，但很容易通過轉個頭看看來滿足，還是沒必要。如果要預警，可以有聽覺嗅覺來輔助了，到時候再轉頭看就行。如果在腦袋能靈活活動、且有聽覺和嗅覺的情況下，哪裡多長個眼睛是剛需呢？我想不出來；

第二看成本。第一攝像頭的運營成本是很高的，不僅僅是數以億計的感光細胞消耗的能量，更大的成本是後面還需要鋪傳輸線路、更需要對額外多出的那個攝像頭來的信息進行額外的計算處理和存儲，這些能量對於現在吃喝不愁的21世界人類來說可能無所謂，或許還能減肥，但對於整天餓肚子的生物來說是完全不一樣的事情；

這裡有一點要注意的是，兩棲類、魚類雖然也是兩個眼睛，但更古老的生物很多不是兩個眼睛的。兩個攝像頭的配置，本質上也是高度進化的結果了，不但需求成本最優化，也和軸對稱的身體完美匹配。更古老的年代，很多生物沒有攝像頭，只有稱為簡單感測器的感光細胞，這種當然無所謂幾個了，可以有一堆。如果你是個幅對稱生物，長一圈感光細胞也很正常。事實上，眼睛本身就是大量感光細胞加上伺服系統的組合體，兩個眼睛的意思是，把數億感光細胞分成了兩撮，而不是「兩個細胞」，請大家注意理解

簡單說，限於活動空間，我們可以簡單認為動物在地面上活動時都是處於二維平面。那麼在二維平面里，要觀察一個方向，最基礎的要求是要有一個眼睛。

但是現實沒有這麼簡單。

我們終究生活在空間里，一個眼睛無法形成空間感，無法在不改變身體的狀態下實現交叉定位。而我們知道，早期陸地動物移動能力是比較弱的，存在困難。這樣最好的辦法是同時出現兩個眼睛。

那麼三個眼睛有什麼優勢嗎？

實話實說，沒有。

有人說，腦袋後邊長個眼睛會很有用。可是這就涉及到腦子的問題了。一個時間集中注意力做好一件事，比三心二意優勢很大。所以多出來的眼睛是沒有意義的。

首先我答題的時候確實才高中畢業，評論里對於我列舉的知識出自高中生物充滿了譏諷，我表示，我的答案就是我對這個問題的認真回答，如果不喜歡就點反對，沒必要人身攻擊吧。其次，今天閱讀了新的高票答案，很受啟發，真是神奇至極的生物世界啊！

-------------------------------原答案------------------------------

人為什麼有兩個眼睛，並不是因為兩個眼睛是最優解，是因為我們的祖先里，一個眼睛三個眼睛四個眼睛十個眼睛的都被自然選擇掉了，我們的祖先是兩個眼睛的，所以我們是兩個眼睛。

高中生物關於進化論的考點，有一個就是，我們並不是帶有目的的進化，進化一向是混亂的，無序的，只是兩個眼睛的生物在這次大逃殺中笑到了最後。

眼睛這個器官在我們還是很簡單的生物的時候只是一些感光細胞，之後某次的基因突變產生了杯狀眼，這樣不斷的基因突變不斷的篩選了上億年後我們恰好擁有了兩個比乒乓球小一些的眼球，而蒼蠅擁有了兩個複眼，而也有的單細胞生物還是只有一個最簡單的感光器官。

不同意我們擁有兩個眼睛有什麼什麼優點我們才有兩個眼的說法，我們擁有兩個眼是概率問題，是因為剛好擁有兩個眼的生物適合進化的環境，被留了下來。我倒是覺得擁有三個眼不錯啊，可以一遍看手機一遍走路。

1. 進化論也是有樹的，不是說隨便一個基因突變人就會長翅膀會飛。進化論是在父節點上延伸出子節點，如果父節點上沒有三隻眼，那麼子節點基因突變長三隻眼的概率非常低。

2. 偶爾出現了三隻眼，也會因為數量小，而且在適應環境上沒有更大的優勢，從而被淹沒在大量的兩隻眼人群中。比如連體人就是現實例子。。而且我們現實中研究的屍體數量與歷史存在的相比，約等於0

3. 三隻眼的遺傳性怎麼樣，有待研究

4. 人擇原理

眼鏡怎麼辦，這樣嗎？

不要懷疑上帝的產品設計能力，他都想好了。你們保持原版本，不要瞎搞。

要是長三個眼睛你又要問為什麼不長兩個眼睛了。

什麼，你們只有兩隻眼睛？為啥我額頭上還有隻眼睛。

而且你們都沒法從眼睛裡射出激光，好菜啊。

可能是因為需要雙手捂眼睛的時候比較方便？？