线粒体兼作眼睛中的小镜片

一只蚊子通过微透镜的格子注视着你。你回过头来，手里拿着苍蝇拍，用你不起眼的单镜头眼睛密切跟踪吸血鬼。但事实证明，你们看待彼此——以及世界——的方式可能比你想象的要多。

上个月发表在《科学进展》杂志上的一项研究发现，在哺乳动物的眼睛内部，为细胞提供能量的细胞器线粒体可能起到微观透镜的第二个作用，帮助将光聚焦在感光色素上，这些色素将光转化为大脑的神经信号解释。这些发现在哺乳动物的眼睛与昆虫和其他节肢动物的复眼之间有着惊人的相似之处，这表明我们自己的眼睛具有隐藏的光学复杂性，并且进化已经为我们细胞解剖结构中非常古老的部分找到了新的用途。

当动物冬眠时，地松鼠的线粒体束会改变形状。模拟表明，冬眠松鼠中不规则形状的束不会像活跃松鼠中组织的、细长的束那样聚焦光线。

哥伦比亚大学医学中心眼科教授珍妮特·斯派罗（ Janet Sparrow ）指出，过去，其他科学家推测线粒体束可能有助于视网膜中的光收集。不过，这个想法似乎很奇怪，“像我这样的一些人笑着说，’哦，拜托，你真的会有那么多线粒体来引导光吗？’”她说。 “这真的是证明它的论文——而且非常好。”

李和他的同事认为，他们在地松鼠身上看到的情况也可能发生在人类和其他灵长类动物身上，它们的锥体结构非常相似。他们认为它甚至可以解释一种现象，该现象于 1933 年首次报道并称为 Stiles-Crawford 效应，在这种现象中，穿过瞳孔正中心的光被认为比以一定角度进入的光更亮。因为中心光可能与线粒体束更对齐，研究人员认为它可能会更好地聚焦在视锥细胞的色素上。他们认为测量 Stiles-Crawford 效应可能有助于早期发现视网膜疾病，因为其中许多会导致线粒体损伤和变化。李的团队希望分析患病的线粒体如何以不同的方式聚焦光线。

这是“一个漂亮的实验模型”和一个非常新颖的发现，加州大学洛杉矶分校眼科助理教授彭毅荣说，他没有参与这项研究。 Peng 补充说，看看这些线粒体束是否也可以在视杆内发挥作用以增强夜视能力，这将是一件很有趣的事情。

李说，至少在视锥细胞中，这些线粒体可能已经进化成微透镜，因为它们的膜是由脂质组成的，脂质具有弯曲光线的自然能力。 “它们只是实现这一功能的最佳材料。”

脂质似乎也在自然界的其他地方发现了这种功能。鸟类和爬行动物在它们的视网膜中进化出一种称为油滴的结构，它可以用作滤色器，但也被假设用作微透镜，就像线粒体束一样。在一个趋同进化的宏大案例中，鸟类在头顶盘旋，蚊子在它们美味的人类受害者周围嗡嗡作响，阅读本文的你都拥有独立进化的相关光学功能——这些适应性为旁观者带来了一个清晰而充满活力的世界。