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        海綿為何把大腦弄丟了?

        2015-09-10 07:22:44任秋凌
        百科知識 2015年13期

        任秋凌

        大腦對生物體的作用不言而喻??墒?,卻有一些動物,如海綿則成功地“擺脫”了大腦,或者說,無腦可能正是它們能夠生存至今的關(guān)鍵。盡管海綿不會思索生命的意義或者起源這樣的哲學(xué)命題,但從某種程度上說,它們的生存能力超過我們?nèi)祟悺?/p>

        祖先或有神經(jīng)細(xì)胞

        海綿這個(gè)神奇的家族已經(jīng)在地球上生存了數(shù)億年之久,利用多孔身體吸取海床上的營養(yǎng)物質(zhì)存活。海綿沒有大腦,甚至沒有任何神經(jīng)細(xì)胞。英國倫敦大學(xué)國王學(xué)院的弗蘭克·希爾斯發(fā)表論文提出一種觀點(diǎn),認(rèn)為遠(yuǎn)古時(shí)代的海綿也擁有神經(jīng)細(xì)胞,但在隨后的進(jìn)化中放棄掉了。實(shí)際上,出現(xiàn)這種“進(jìn)化損失”的物種并不只有海綿,很多動物都在漫長的進(jìn)化中失去了在我們看來至關(guān)重要的器官。例如,生活在漆黑洞穴中的甲殼類動物就失去了眼睛。

        系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究(這種研究致力于揭示所有不同動物種群之間的關(guān)系)發(fā)現(xiàn)了海綿失去大腦的重要證據(jù)??茖W(xué)家長久以來便認(rèn)為海綿是其他所有現(xiàn)世動物的“姊妹群”。很久以前,它們與海綿分道揚(yáng)鑣,走向各自的進(jìn)化之路。這也就意味著在所有現(xiàn)世動物中,海綿是與動物祖先最為接近的。一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)顛覆了這種觀點(diǎn)。

        2008年《自然》雜志刊登的論文提出了一種觀點(diǎn)并由此引發(fā)爭論。研究人員對很多生物的基因片段進(jìn)行分析,其中包括櫛水母。這類動物取代海綿,被認(rèn)定為其他所有動物的“姊妹群”,是動物祖先的最佳代表。不過,櫛水母擁有復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng),這意味著它們的祖先——同時(shí)也是海綿的祖先——可能也擁有這種系統(tǒng)。如果事實(shí)如此,海綿一定在進(jìn)化之路的某個(gè)地方失去了神經(jīng)系統(tǒng)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些基因證據(jù)。美國佛羅里達(dá)州大學(xué)圣奧古斯汀分校的約瑟夫·萊安表示,海綿擁有很多打造神經(jīng)系統(tǒng)所需要的基因,但它們并沒有發(fā)展出神經(jīng)系統(tǒng)。

        無腦或是生存優(yōu)勢

        已知年代最久遠(yuǎn)的擁有復(fù)雜大腦的動物化石的歷史可追溯到大約5.2億年前。在當(dāng)時(shí)的地球,生物數(shù)量和種類都進(jìn)一步增多,因此被稱為“寒武紀(jì)生命大爆炸”。這種動物化石是在中國發(fā)現(xiàn)的,外形好似長著爪子的土鱉蟲。它們似乎擁有一個(gè)精密的類大腦結(jié)構(gòu),由前腦、中腦和后腦構(gòu)成,所有這些區(qū)域都擁有專門的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

        海綿為何要選擇擺脫大腦甚至神經(jīng)系統(tǒng)呢?首先,大腦會消耗大量能量,人類的大腦消耗人體20%的能量。海綿是動物家族的覓食高手,它們過濾海水,只吸取其中的營養(yǎng)物質(zhì)。對于它們來說,無論是大腦還是簡單的神經(jīng)系統(tǒng),都可能是“累贅”,是對能量的一種浪費(fèi)。

        海綿并不是唯一一種失去或者簡化神經(jīng)系統(tǒng)的生物。一些寄生蟲與它們的近親相比,失去了原有的復(fù)雜性,比如吸蟲只擁有非?;镜纳窠?jīng)細(xì)胞。一種可能的假設(shè)是,寄生這種生活方式讓它們無需擁有一個(gè)復(fù)雜的大腦;海綿的近親絲盤蟲也是一種非常簡單的動物,同樣沒有神經(jīng)系統(tǒng);海鞘在一生之中不斷簡化它們的大腦:海鞘幼蟲擁有發(fā)育良好的大腦,然而一旦在海床上定居并發(fā)育成年后,大腦便走向退化。對于一些動物來說,沒有大腦反而讓它們更具生存優(yōu)勢。

        【責(zé)任編輯】龐 ?云

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