海綿為何把大腦弄丟了？

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——同時也是海綿的祖先——可能也擁有這種系統(tǒng)。如果事實如此，海綿一定在進(jìn)化之路的某個地方失去了神經(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。

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