眼睛和翅膀是进化过程中最令人惊叹的发明之一。值得注意的是，这些特征在不同的动物谱系中已经进化了多次。例如，鸟类的祖先和蝙蝠的哺乳动物祖先都独立进化出了翅膀，这是趋同进化的一个例子。鱿鱼和人类的眼睛也发生了同样的情况。此类趋同进化究竟如何产生，并非总是清楚。
在一项发表在《Nature Scientific Reports》上的新研究中，研究人员发现，尽管人类和鱿鱼属于完全不同的谱系，但它们是通过对同一个基因的微调而进化的。
眼睛是关键
像所有器官一样，眼睛是许多基因协同作用的产物。这些基因中的大多数提供了如何制造眼睛一部分的信息。例如，一个基因提供了构建感光色素的信息。另一个基因提供了制造晶状体的信息。
大多数参与制造眼睛的基因就像一份零件清单——这个基因制造这个，那个基因制造那个。但有些基因则协调眼睛的构建。这些基因不提供制造眼部零件的指令，而是提供关于何时何地需要制造和组装零件的信息。鉴于它们在控制眼部形成过程中的作用，这些基因被称为“主控基因”。
在制造眼睛中最重要的主控基因之一是Pax6。祖先的Pax6基因可能协调了一个非常简单的眼睛的形成——仅仅是一系列感光细胞协同工作，告知原始生物何时暴露在外，何时在黑暗中，或在阴影下。
如今，早期Pax6基因的遗产在令人难以置信的多样化生物中得以延续，从鸟类和蜜蜂，到贝类和鲸鱼，从鱿鱼到你和我。这意味着Pax6基因早于这些谱系的进化分化——在大约5亿年前的寒武纪时期。
Pax6基因现在指导着各种令人惊叹的眼部类型的形成。除了简单的眼睛，它还负责昆虫的复眼，复眼利用一组许多感光部分来构建完整的图像。它还负责我们与脊椎动物亲属共有的那种眼睛：照相机眼，一个带有虹膜和晶状体、液体内部和感光视网膜的封闭结构。
为了创造如此复杂的结构，Pax6控制的活动变得更加复杂。为了适应这一点，进化增加了来自单个Pax6基因的指令数量。
复杂的美。 pacificklaus, CC BY-NC
剪裁
像所有基因一样，Pax6基因是写在DNA代码中的指令。为了让代码起作用，DNA需要被读取，然后复制成另一种代码。另一种代码叫做RNA。
RNA代码之所以有趣，是因为它可以被编辑。一种叫做剪接的编辑方式，会移除代码中间的一部分，并将两端缝合在一起。剪接的奇妙之处在于，它可以从同一段RNA代码产生两种不同的指令。由Pax6产生的RNA可以以这种方式进行剪接。因此，可以从相同的Pax6 RNA产生两种不同的指令。
在《新研究》中，长滨生物科学技术研究所的Atsushi Ogura及其同事发现，Pax6 RNA剪接已被用于在一个令人惊讶的谱系中创造照相机眼。它发生在包括鱿鱼、墨鱼和章鱼——头足类动物——在内的谱系中。
头足类动物拥有与脊椎动物照相机眼具有相同特征的照相机眼。重要的是，头足类动物的照相机眼是完全独立于我们的而产生的。头足类动物和脊椎动物的最后共同祖先存在于5亿多年前。
头足类动物的Pax6 RNA剪接是一个绝佳的例子，说明了进化如何通过完全不同的途径形成等效的解决方案。通过类比结构，进化可以带来非凡的创新。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。
