从感情上不愿意相信随机突变能产生复杂的结构，是攻讦进化论最常见的原因。比如许多人看到眼睛的解剖结构都会不由自主地问：什么样的突变能从从零开始，把顽肉改造成这样精密的光学系统？
人眼球的解剖
这种困惑首先来自一种误解，即认为感受光刺激是一种“特异功能”，感光细胞和普通细胞有巨大的差异——其实不然，任何生物需要感受光刺激，只需富集色素即可，不同的色素会吸收不同频率的光，将其转变为化学能。
比如人眼的视杆细胞就用视紫红质感光，甚至可以在黑暗处捕捉到单个光子；而视锥细胞用三种不同的色素构建了三原色的彩色视觉。
人眼的感光细胞，相比普通细胞，它们最显著的特征就是有厚厚一大摞膜结构，上面满是感光用的色素
另一个最常提到的例子是眼虫。这类单细胞生物属于古虫界，既不是动物也不是植物，既能光合作用也能主动摄食，它们的鞭毛基部粘有一小团类胡萝卜素——自然界最常见的色素——受鞭毛遮挡，这团色素会因为不同的朝向吸收不同剂量的光能，反馈为鞭毛的摆动方向，最终帮助眼虫游向光亮的地方，促进光合作用。这个功能非常类似眼睛，所以那团类胡萝卜素就被称为“眼点”。
三只眼虫，绿色的胶囊状小颗粒是叶绿体，白色的卵状大颗粒是光合作用积累的淀粉，红色斑点就是眼点
其次的一个误解，是认为“人进化出了人的眼睛”，然后质疑人眼周围是毫不透明的肌肉和骨骼，不可能突变出光通路需要的透明组织，但眼睛的进化历史要远远长于人类这个物种的进化历史，甚至长于脊椎动物的进化历史——在遗传学和发育学的研究中，我们找到了一些关键的基因，比如 PAX6 基因。
这个基因源自所有两侧对称动物的共同祖先，在神经系统和眼睛的发育中发挥着关键作用；而且高度保守，哺乳动物的 PAX6 基因可以在昆虫身上发挥一样的功能，这意味着动物界 30 多个门的眼睛在进化的极早期有相同的来源：一个覆盖色素的凹陷，并没有成像功能。
扁形动物门的三角涡虫，它的眼睛非常接近我们共同祖先的眼睛：就是两个铺有色素的凹陷，一些神经细胞伸入凹陷，感受光刺激引发的化学反应
左边是我们看到的图像，右边是三角涡虫看到的图像
但这是一个好的开始，凹陷不但能保护脆弱的色素，更能大致区分光线的来源，这对趋利避害很有帮助。在此基础上，动物界用 5 亿多年的时间，平行发展了 40 到 60 个谱系，进化出了许许多多更加精致复杂的眼睛，尤其是脊索动物门的脊椎亚门、软体动物门的章鱼目和节肢动物门的昆虫纲，代表了视觉进化的三个顶峰——当然，也共用着高度相同的 PAX6 基因。
脊椎动物亚门，人的折射单眼
章鱼目，北太平洋巨型章鱼的折射单眼
昆虫纲，雄性四节蜉蝣的三只反射单眼（淡蓝色）和四只折射复眼（橙色和褐色）
问题集中于脊索动物门，我们眼睛的早期形态在文昌鱼身上体现得最多，也研究得最充分——文昌鱼虽然被称为“鱼”，但它属于头索亚门，远比鱼所在的脊椎亚门更接近脊索动物门的祖先，是难得的活化石物种。
文昌鱼，箭头所指的小黑点是“额眼”
文昌鱼身体含水量很高，非常透明，有一条卷入体内的神经索贯穿头尾，这条神经索两侧分布着许多感光细胞，其中含有视黑蛋白，对蓝光敏感。而脊椎动物的中枢神经系统，包括大脑和脊索，在胚胎发育上也都源自这条卷入体内的神经索，只是发达得多。视黑蛋白在我们身上与生物钟的昼夜节律有关。
妊娠四周的人胚胎，背部的细胞（神经板）正在向内卷（蓝色），它最终将会发展为中枢神经系统
特别的，在文昌鱼的神经索前端背面，受 PAX6 基因控制，还有一个较大的带色素的杯状凹陷，里面分布了两列感光细胞，我们称为“额眼”（Frontal eye）。这个结构与我们的双眼在进化上同源，其中的感光细胞与我们的视锥细胞和视杆细胞同源，带色素的凹陷与我们的视网膜上皮同源。
文昌鱼的几组感光器官，包括额眼（Frontal）、板层小体（lamellar body，可能与我们的松果腺同源）、约瑟夫细胞（Joseph Cell）和背单眼（dorsal ocelli）
也就是说，脊索动物的眼睛在进化早期随着神经索的发育卷入了体内，不再暴露于体表，但当时的组织高度透明，原始的眼睛在体内仍可以感受光刺激。此外还要特别注意，这个内卷还反转了眼睛，使得左边的感光器官要穿透组织看右侧，右边的感光器官要穿透组织看左侧。脊椎动物的早期胚胎中也是一样，即将发育为眼睛的凹陷来自内卷的神经管，左边朝右，右边朝左。
神经板内卷成神经索，外层蓝色代表体壁；内层浅蓝色管道代表卷入体内的神经管，将来发育成中枢神经系统；橙色代表神经管两侧将要发育成眼睛的凹陷
通过对脊椎动物胚胎发育的进一步研究，比如对斑马鱼胚胎发育的研究，我们发现，随着组织越来越不透明，脊椎动物再也不能左眼看右，右眼看左，这对将要发育成眼睛的凹陷还要再次翻转，而且随着翻转程度加深，一部分体壁上的细胞会填入凹陷，发育为角膜、玻璃体、晶状体等屈光结构。
斑马鱼胚胎中眼睛的发育历程，上方为显微照片，下方为示意图，可见原本朝向左侧的凹陷逐渐翻过来朝向右侧，卷成碗状，同时开口处的细胞移入碗中，发展为晶状体等屈光结构
