海綿這種最原始生物,為何把大腦弄「沒」了?

2020-12-09 宇宙探索百科

大腦對機體的作用是不言而喻的。然而,一些動物,如海綿,已經成功地「擺脫」了大腦。換句話說,沒有大腦正是他們生存到現在關鍵,或許有了大腦它們根本不會存活到至今。雖然海綿並不思考生命的意義或起源等哲學命題,但在某種程度上,它們比我們更能生存。

祖先或有神經細胞

這個神奇的海綿家族已經在地球上存在了數億年,它們利用多孔的身體從海底吸收營養。海綿沒有大腦。他們甚至連神經細胞都沒有。倫敦大學國王學院的弗蘭克·希爾斯發表了一篇論文,認為古代的海綿也有神經細胞,但在後來的進化中放棄了。事實上,這種「進化喪失」海綿並不是唯一的物種,在我們看來,許多動物在漫長的進化過程中失去了重要的器官。例如,生活在黑暗洞穴裡的甲殼類動物會失去眼睛。

旨在揭示所有不同動物種群之間關係的系統發育研究發現了海綿動物失去大腦的重要證據。科學家們長期以來一直認為海綿是所有其他活動物的「姊妹群」。很久以前,他們與海綿分道揚鑣,走上了自己的進化之路。這意味著在所有活著的動物中,海綿最接近它們的祖先。一項新的研究發現這推翻了這種觀點。

2018年《自然》雜誌發表的一篇論文提出了一個觀點,引發爭議。研究人員分析了許多生物的基因片段,包括櫛水母。與海綿不同,這些動物被認為是所有其他動物的「姐妹群體」,是動物祖先的最好代表。然而,櫛水母有一個複雜的神經系統,這意味著它們的祖先,也就是海綿祖先,也可能有這樣的系統。如果是這樣的話,海綿一定是在進化過程中的某個地方失去了神經系統。科學家發現了一些遺傳證據。聖奧古斯丁佛羅裡達大學的約瑟夫·萊安說,海綿有很多構建神經系統所需的基因,但它們並不發育神經系統。

無腦或是生存優勢

已知最古老的大腦複雜的化石動物可以追溯到5.2億年前。當時地球上生物的數量和種類進一步增加,因此被稱為「寒武紀生命大爆發」。這些動物化石是在中國發現的,看起來像是有爪子的土鱉蟲。它們似乎有一個複雜的類似大腦的結構,由前腦、中腦和後腦組成,所有這些都有專門的神經網絡。

為什麼海綿選擇去除大腦甚至神經系統?首先,大腦消耗大量的能量。人腦消耗身體20%的能量。海綿是動物家族中最好的覓食動物。它們過濾海水,只吸收營養。對他們來說,無論是大腦還是簡單的神經系統,都可能「笨重」,是在浪費精力。

海綿並不是唯一失去或簡化神經系統的生物。與近親相比,有些寄生蟲失去了原來的複雜性,比如吸蟲,它們只有非常基本的神經細胞。一種可能的假設是,寄生的生活方式消除了對複雜大腦的需要;海綿的近親絲盤蟲也是一種非常簡單的動物,沒有神經系統;海鞘在一生中不斷簡化大腦:海膽幼蟲的大腦發育良好,但一旦它們在海底定居並發展成成年,它們的大腦就會退化。對一些動物來說,大腦的缺失給了它們生存的優勢。

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