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(dòng)物的腦又是怎樣的呢?
原始腦,也可以很聰明
從扁形動(dòng)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(dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力較其前輩腔腸動(dòng)物更強(qiáng),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(jìn)一步進(jìn)化:神經(jīng)細(xì)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(dòng)物的“梯式神經(jīng)系統(tǒng)”雖然比前輩腔腸動(dòng)物的網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng)更高級(jí),但神經(jīng)細(xì)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(huì)告訴你:原始腦也可以很聰明。章魚具有相當(dāng)復(fù)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(fù)雜動(dòng)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(xué)習(xí)和模仿能力。通過訓(xùn)練,它不僅能迅速分辨不同形狀的物體,還能進(jìn)行開罐、玩積木等較復(fù)雜的動(dòng)作。自然界中的章魚還很“賊”,喜歡趁人類不注意時(shí)溜上漁船,竊取漁民的勞動(dòng)果實(shí)。狡猾的擬態(tài)章魚還會(huì)有意模仿其他海洋動(dòng)物的移動(dòng)方式,從而達(dá)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(dòng)物,而椰子殼就是它的棲身之所。
海洋無脊椎動(dòng)物雖然沒有真正的腦,但是他們的神經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)作與脊椎動(dòng)物基本相同,同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單、易于分離。因此,不管海兔、龍蝦還是烏賊,都是科學(xué)家的最愛,是實(shí)驗(yàn)室的???。
以章魚和烏賊為代表的頭足綱動(dòng)物,其神經(jīng)系統(tǒng)是所有無脊椎動(dòng)物中最復(fù)雜的。它們龐大的神經(jīng)纖維是神經(jīng)生理學(xué)常用的實(shí)驗(yàn)材料。1963年的諾貝爾生理獎(jiǎng)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)中,就有烏賊的貢獻(xiàn)。
大腦無用,吃掉省事
海洋動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)越復(fù)雜,對環(huán)境的感知與應(yīng)變能力就越強(qiáng)。可海洋動(dòng)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(dòng)物向脊椎動(dòng)物過渡的物種,海鞘是尾索動(dòng)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(huì)從體內(nèi)射出一股強(qiáng)勁水流,以回應(yīng)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(rèn)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(dá),能自由游動(dòng),四處去探索海洋的秘密。它的尾部中央是一條脊索,有直達(dá)身體前端的神經(jīng)管,有著堪稱復(fù)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(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)也不見了,僅剩下一個(gè)神經(jīng)節(jié)。這便是海鞘會(huì)“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(jià)。奧地利生物學(xué)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(yīng),“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(jià)。
想更聰明,大腦“褶”起來
以海鞘為代表的脊索動(dòng)物,雖然有了管狀神經(jīng)系統(tǒng),但因?yàn)橹袠猩窠?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(dòng)物才擁有真正的腦——由海洋無脊椎動(dòng)物的神經(jīng)節(jié)進(jìn)化而來。
在海洋動(dòng)物的進(jìn)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(jí)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(jí)到高級(jí)的進(jìn)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(dāng)然褶皺不是隨便誰就能有的,而是有準(zhǔn)入門檻的,必須海豚和鯨等大型哺乳動(dòng)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(cuò),形成復(fù)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他靈長類動(dòng)物,難怪寬吻海豚會(huì)比其他靈長類動(dòng)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(gè)獨(dú)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(cuò)。海豚還喜歡照鏡子,能辨認(rèn)出鏡子里的自己,這意味著它們擁有自我識(shí)別能力。自我識(shí)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(qiáng)的學(xué)習(xí)能力,猴子需要經(jīng)過幾百次訓(xùn)練才能學(xué)會(huì)的,海豚或許只需二十幾次就學(xué)會(huì)了。美國軍方看中了海豚的聰穎,征召它們?nèi)胛?,組成大名鼎鼎的海豚特種部隊(duì)。這些經(jīng)過特殊訓(xùn)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(shí)的“掃雷高手”。
美國軍方宣稱海豚的抗爆能力比人類強(qiáng)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(dòng)物保護(hù)組織以及全球動(dòng)物愛好者對此并不認(rèn)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(duì)的掃雷工作。從20世紀(jì)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。