如果基因突变,人类能看到红外线吗?

人眼只能看到可见光,但动物世界里有很多"超能力"

人类的可见光范围大约是 380-740 纳米——也就是红橙黄绿蓝靛紫。但这只是电磁波谱中极小的一段。红外线就在红色外面一点点,波长比红光略长(700 纳米到 1 毫米)。

很多动物早就"看到"我们看不到的东西了。蛇类的颊窝器官能感知红外线(虽然不是用眼睛),一些鸟类能看到紫外线(孔雀羽毛的绚丽色彩就是给鸟类看的,人类看不到),虾蛄甚至能看到偏振光和 12 种不同的颜色感受器(人类只有 3 种)。

人类要看到红外线,需要什么突变?

人眼的视网膜上有两种感光细胞:视杆细胞(负责夜视,只有一种感受器)和视锥细胞(负责色觉,有红、绿、蓝三种感受器)。要看到红外线,有两条路:

路线一:改造现有视锥细胞。人类红色视锥细胞的感受器(一种叫视蛋白的蛋白质)吸收峰值在 560 纳米左右。如果突变让它的吸收峰值向右移动 100 纳米,就能看到 660 纳米以上的近红外线。理论上只需要突变视蛋白基因上的几个氨基酸就能实现。

路线二:新增一种视锥细胞。有些人天生就有四种视锥细胞——这种人叫四色视觉者(tetrachromat)。她们(主要是女性)能看到的颜色比普通人多得多。如果第四种视锥细胞恰好对红外线敏感,那就能直接看到了。

已经有人类看到过红外线吗?

好消息是:也许已经有人做到了!2019 年,一位名叫 Neil Harbisson 的前色盲症患者,通过手术在脑后植入了一个把红外线转换成声音的芯片——现在他能"听到"红外线,相当于用另一种方式"看到"了。

更厉害的是,2023 年有研究团队用一种纳米材料注射到小鼠的视网膜下,让小鼠在红外光照射下也能看到东西。这种方法理论上也能用于人类。

但大自然为什么不让我们看到红外线?

近红外线的光子能量太低,很容易被空气中的水分子吸收。即使我们能感知到,在自然环境中也没有可见光那么有用。可见光刚好是太阳辐射最强的波段,也是大气最透明的波段——进化让我们"选择"了最实用的那一段。

总结

人类看到红外线不是天方夜谭——要么靠基因突变,要么靠技术改造。从进化的角度说,我们的视觉系统只是大自然给我们的一个"够用就行"的礼物。如果环境改变了,或者科技足够发达,人类的视觉边界其实还可以推得更远。

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