清歡
腦是由神經(jīng)元所組成的神經(jīng)系統(tǒng)控制中心,是感情、思考、生命得以維持的中樞。人腦酷似核桃,表面充滿了溝溝壑壑,那么海洋動物的腦又是怎樣的呢?
原始腦,也可以很聰明
從扁形動物開始,生物出現(xiàn)了中胚層,這使得器官分化成為可能,并促使腦的出現(xiàn)也成為可能。扁形動物的運動能力較其前輩腔腸動物更強,由于經(jīng)常被外界環(huán)境刺激,它的神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官得到進一步進化:神經(jīng)細胞逐漸向頭部集中,形成“腦”,“腦”后分出若干縱神經(jīng)索,縱神經(jīng)索之間有橫神經(jīng)相連,這就形成了大名鼎鼎的梯式神經(jīng)系統(tǒng)。
扁形動物的“梯式神經(jīng)系統(tǒng)”雖然比前輩腔腸動物的網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng)更高級,但神經(jīng)細胞并不完全集中于“腦”,還分散在神經(jīng)索中,因此只能被稱為“原始腦”。別看不起原始腦,章魚會告訴你:原始腦也可以很聰明。章魚具有相當復雜的神經(jīng)系統(tǒng),但位于腦部的神經(jīng)只是一部分,其中2/3分布在腕足上。因此章魚腕足的許多復雜動作,都是不經(jīng)大腦思考的自主行為。章魚不僅擁有短期記憶和長期記憶的能力,還有學習和模仿能力。通過訓練,它不僅能迅速分辨不同形狀的物體,還能進行開罐、玩積木等較復雜的動作。自然界中的章魚還很“賊”,喜歡趁人類不注意時溜上漁船,竊取漁民的勞動果實。狡猾的擬態(tài)章魚還會有意模仿其他海洋動物的移動方式,從而達到混淆視聽的目的。
對了,要是看見章魚隨身攜帶椰子殼可別大驚小怪。它是唯一能夠使用工具的海洋動物,而椰子殼就是它的棲身之所。
海洋無脊椎動物雖然沒有真正的腦,但是他們的神經(jīng)系統(tǒng)運作與脊椎動物基本相同,同時結(jié)構簡單、易于分離。因此,不管海兔、龍蝦還是烏賊,都是科學家的最愛,是實驗室的???。
以章魚和烏賊為代表的頭足綱動物,其神經(jīng)系統(tǒng)是所有無脊椎動物中最復雜的。它們龐大的神經(jīng)纖維是神經(jīng)生理學常用的實驗材料。1963年的諾貝爾生理獎和醫(yī)學獎中,就有烏賊的貢獻。
大腦無用,吃掉省事
海洋動物的神經(jīng)系統(tǒng)越復雜,對環(huán)境的感知與應變能力就越強。可海洋動物中就有這么一朵奇葩,不僅不珍惜自己的腦,還把它給吃掉了。
作為從無脊椎動物向脊椎動物過渡的物種,海鞘是尾索動物的代表。它的外形很奇特,有的外形像朵花,有的像茶壺,乍一看像植物。要是你膽敢觸碰它,它會從體內(nèi)射出一股強勁水流,以回應你的挑釁。不過海鞘也就這么一招了,一板斧過后就沒后招了,只能原地倒伏乖乖認輸。
剛出生的海鞘可不這么沒用,它的外形像小蝌蚪,因此被稱為“蝌蚪體”。這些“小蝌蚪”的尾部很發(fā)達,能自由游動,四處去探索海洋的秘密。它的尾部中央是一條脊索,有直達身體前端的神經(jīng)管,有著堪稱復雜的神經(jīng)系統(tǒng)。一旦“小蝌蚪”長大,就固定在海床上不再挪窩,尾巴也就成了累贅。成年后的海鞘,不僅靈活的尾巴消失了,復雜的神經(jīng)系統(tǒng)也不見了,僅剩下一個神經(jīng)節(jié)。這便是海鞘會“吃掉”腦的真相。
大腦是消耗能量最多的器官,想通過增加腦容量變得更聰明,不是不可能,而是要付出代價。奧地利生物學家研究發(fā)現(xiàn),腦容量大的雌性孔雀魚比腦容量小的更聰明,而雄性孔雀魚則沒有差異。與此相應,“大頭”的腸道相對較小,繁殖能力也相對較弱,產(chǎn)生后代的數(shù)量比正常的孔雀魚少差不多1/5。這就是變聰明所需付出的代價。
想更聰明,大腦“褶”起來
以海鞘為代表的脊索動物,雖然有了管狀神經(jīng)系統(tǒng),但因為中樞神經(jīng)與神經(jīng)索完全分離,并不算擁有真正的腦。只有海洋脊椎動物才擁有真正的腦——由海洋無脊椎動物的神經(jīng)節(jié)進化而來。
在海洋動物的進化過程中,變化最大的是大腦半球。大腦皮層是大腦用來處理社交、抽象思維、解決問題和處理高級信息的,要變得更聰明就必須擁有更多的大腦皮質(zhì)。隨著從低級到高級的進化,大腦皮質(zhì)所占的比例越來越大。只是腦袋里的空間終究有限,沒法無限增長,于是大腦表面便出現(xiàn)了褶皺:凸起的被稱為“腦回”,凹下的被稱為“腦溝”。褶皺能使大腦擁有更大的表面積,從而產(chǎn)生較高的智能。換言之,要想更聰明就得擁有更多褶皺。當然褶皺不是隨便誰就能有的,而是有準入門檻的,必須海豚和鯨等大型哺乳動物才行。
海豚的腦與人類的極其相似,大腦半球上的腦溝縱橫交錯,形成復雜的褶皺。體重為250千克的寬吻海豚,腦部重量約為1.5千克,大腦皮層和額葉比人類大腦還大40%。雖然寬,吻海豚的腦重和體重的比值約為0.006,低于人類的0.0193,卻遠遠高于其他靈長類動物,難怪寬吻海豚會比其他靈長類動物聰明了。
海豚不僅能靠回聲定位法捕食,還能用“語言”相互交流。海豚的“語言”是一些特殊的鳴叫,每一只海豚都有一個獨一無二的名字,它們用這種特殊的鳴叫來呼喚彼此,從不出錯。海豚還喜歡照鏡子,能辨認出鏡子里的自己,這意味著它們擁有自我識別能力。自我識別是擁有智商的顯著特征,那么擁有智商的海豚究竟有多聰明呢?
海豚有很強的學習能力,猴子需要經(jīng)過幾百次訓練才能學會的,海豚或許只需二十幾次就學會了。美國軍方看中了海豚的聰穎,征召它們?nèi)胛椋M成大名鼎鼎的海豚特種部隊。這些經(jīng)過特殊訓練后的海豚大兵利用天然聲吶系統(tǒng),能檢測到周圍112米范圍內(nèi)最小約7厘米的金屬物體,是名副其實的“掃雷高手”。
美國軍方宣稱海豚的抗爆能力比人類強5~6倍,其處變不驚的良好“心理素質(zhì)”更讓人類望塵莫及,借此表明海豚大兵比人類更適合從事水下掃雷工作。不過動物保護組織以及全球動物愛好者對此并不認可,并一直為此奔走呼吁。
目前有消息稱,從2017年起美國海軍將啟用無人潛艇來接替海豚部隊的掃雷工作。從20世紀60年代就在軍中服役的海豚家族,或許有望在不久的將來從掃雷這一高危工種中解脫出來。