有些动物为何无大脑?避免浪费能量 – 海绵,进化 – IT之家

现在,来自范德堡大学和威斯康星大学麦迪逊分校的科学家们提出了新证据。他们在最新一期的《自然生态和进化》杂志上撰文称,他们专门设计出的一种遗传分析技术支持了水母起源理论。

化解这场争论并不是一件容易的事情。科学家需要找到高品质的早期海绵和栉水母化石,以确定它们的祖先是否拥有大脑。无论是哪一种情况,海绵的无脑都在提醒我们有关进化的一个所谓“标准理论”是错误的。我们很多人认为进化是一个从简单到复杂的过程,简单的生物逐渐进化成复杂的生物。这种观点并非始终成立,某些生物沿着相反的方向进化,还有一些生物在长达数百万年时间里不发生任何改变。海绵就是一个最好的例子。它们没有思想,没有可供它们进行思考的大脑,但它们仍在地球上生存了数亿年之久。它们不需要让自己变得更复杂,智商对它们的生存没有太大意义。

研究人员称,以前有不少科学家试图厘清不同动物物种之间的关系,并为此收集了大量遗传学数据,绘制出了表示彼此关系的动物族谱。范德堡大学的安东尼斯·若卡斯教授说:“这个动物族谱有
95% 符合实际,但仍有 5% 出现了明显不相符的情况。”

神经系统或是累赘

科学家此前认为,地球上的动物生命的祖先是海绵这种极其简单的生命形式。但
2008
年的一项研究提出,栉水母应被授予“地球动物生命的终极祖先”这一称呼。但这种说法引起了诸多争议,海绵起源理论的支持者们对此大加鞭挞。

大脑进化不止一次

因此,他们另辟蹊径,希望通过比较所有有机生命的共享基因来解决上述问题,“分析技巧是核查来自不同有机体的遗传序列,从而厘清谁是彼此的近亲”。他们对成百上千个共享基因深入研究发现,一个“系统发育信号”以及相当多共享基因,支持了“栉水母为所有动物祖先”的结论。

海绵不会思索生命的意义或者起源这样的哲学命题。但从某种程度上说,它们的生存能力超过我们人类。这个神奇的家族已经在地球上生存了数亿年之久,利用多孔身体吸取海床上的营养物质存活。它们是一种极为简单的动物,在我们人类看来已经达到可笑的程度。更令人感到惊奇的是,海绵没有大脑,甚至没有任何神经细胞,但它们仍活的好好的。海绵的无脑可能是一个生存优势,是长时间的进化让它们放弃了大脑。一些科学家认为它们一度拥有大脑或者至少拥有一个与大脑非常接近的器官,但随着时间的推移,它们摆脱了大脑。海绵并不是唯一一种没有大脑的动物。对我们人类来说,大脑是一个必需品,但对于一些动物来说,没有大脑反而生活的更好。

地球上最早出现的动物是海绵吗?据英国《独立报》10
日报道,美国科学家借助新的基因技术分析发现,一种类似现在的栉水母的生物可能才是地球上所有动物生命的终极祖先。这项新发现或将重构动物进化系统。

大脑是无数神经细胞的集合体。很多生物并没有真正的大脑,但它们拥有一张“神经网”,遍布身体各处。然而,海绵并没有这样一张网。人类的大脑起源于40亿年前,当时地球上出现第一批生命。我们最早的祖先是单细胞生物,几十亿年后,更为复杂的生物出现。现在尚不清楚这些更为复杂的动物是否拥有任何神经细胞。

研究人员表示,目前仍有包括现代鸟类和开花植物的起源等争议仍无法解决,因为某个基因“单枪匹马”就可以改变分析结论,表明进化过程太快,没有在后代基因中留下足够多的线索。

已知年代最悠久的拥有复杂大脑的动物化石的历史可追溯到大约5.2亿年前。在当时的地球,生物数量和种类都进一步增多,通常被称之为“寒武纪生命大爆炸”。这种已成化石的动物是在中国发现的,外形好似长着爪子的土鳖虫。它们似乎拥有一个精密的类大脑结构,由前脑、中脑和后脑构成,所有这些区域都拥有专门的神经网络。这个化石的发现说明复杂大脑的历史可追溯到5.2亿年前。

器官不止一次进化早有先例。眼睛等一些器官在很多动物身上都经过数次进化。章鱼的眼睛与人类截然不同。莫洛兹表示这说明不止一次进化出复杂结构的可能性是存在的。在2015年3月于英国伦敦举行的皇家学会会议上,科学家就这一观点展开讨论。莫洛兹和希尔斯观点不同,都有相关研究的支持并且都坚信自己是正确的。伦敦大学玛丽皇后学院的安格利卡-斯托勒沃克表示我们尚未找到确切答案。我们掌握的证据证明每一种观点都有成立的可能性。也许,神经系统经历过两次进化又或者在海绵身上退化。

希尔斯表示:“如果你坐在海床上,只滤食从你身旁流过的食物,你就不需要一个大脑。在这种情况下,有一个大脑是对能量的一种浪费,你无法让身体保持所需的能量水平。”莱安指出:“我们长久以来一直认为海绵是一种非常原始的动物,没有神经系统。也许,我们应该重新审视这种观点。”

英国伦敦大学国王学院的弗兰克-希尔斯表示,远古时代的海绵也拥有神经细胞。在2010年发表于《大脑、行为和进化》杂志上的一篇论文中,希尔斯提出了一种观点,认为海绵在随后的进化中放弃了神经细胞。实际上,出现这种“进化损失”的动物并不只有海绵。很多动物都在漫长的进化中失去了在我们看来至关重要的器官。例如,生活在漆黑洞穴中的甲壳类动物失去了眼睛。

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