揭秘海洋動(dòng)物的腦

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，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)室的常客。

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)?？珊Ｑ髣?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(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。