大脑对于生物体的功能毋庸置疑。然而,某些生物,例如海绵,已经成功地”摆脱”了大脑的存在。换言之,没有大脑的存在恰恰是他们得以延续至今的关键因素,甚至可以推测,如果拥有大脑,他们或许根本无法存活至今。尽管海绵不会思考生命的意义或起源等哲学问题,但在某种程度上,它们比人类更能适应环境并生存下来。
海绵祖先可能拥有神经细胞
这个令人惊叹的海绵家族已经在地球上繁衍生息了数亿年,它们依靠多孔的身体结构从海底环境中汲取营养。海绵没有大脑,甚至连神经细胞都不具备。伦敦大学国王学院的弗兰克·希尔斯在其发表的论文中提出,古代海绵实际上拥有神经细胞,但在后续的进化过程中逐渐放弃了这一特征。事实上,这种”进化上的退化”现象在海绵生物中并非孤例,在我们的观察中,许多生物在漫长的进化历程中丧失了重要的器官或结构。例如,那些生活在黑暗洞穴中的甲壳类动物往往会失去视觉器官。
旨在探究所有不同动物种群之间演化关系的系统发育学研究揭示出海绵动物丧失大脑的重要证据。长期以来,科学家们一直认为海绵是所有其他活动生物的”姐妹群”,它们在很久以前就与海绵分道扬镳,各自走上了不同的进化道路。这意味着在所有现存动物中,海绵与它们的共同祖先最为接近。然而,一项新的研究发现这一观点存在争议。
2018年,《自然》杂志发表的一篇论文提出了一个具有争议性的观点。研究人员分析了包括栉水母在内的多种生物的基因片段。与海绵不同,这些动物被认为是所有其他动物的”姐妹群”,是动物祖先的最佳代表。然而,栉水母拥有复杂的神经系统,这意味着它们的祖先,即海绵的祖先,也可能具备这样的系统。如果这一假设成立,那么海绵一定是在进化过程中的某个阶段丧失了神经系统。科学家们发现了一些遗传学证据支持这一观点。圣奥古斯丁佛罗里达大学的约瑟夫·莱安指出,海绵拥有大量构建神经系统所需的基因,但这些基因并不会发育成神经系统。
无脑状态可能是生存优势
已知最古老的大脑复杂的化石动物可以追溯到5.2亿年前。那个时期被称为”寒武纪生命大爆发”,地球上生物的数量和种类急剧增加。这些动物化石在中国被发掘出来,外观类似于有爪子的土鳖虫。它们似乎拥有一个复杂的类似大脑的结构,由前脑、中脑和后脑组成,这些部分都拥有专门的神经网络。
为什么海绵选择去除大脑甚至神经系统?首先,大脑需要消耗大量的能量。人脑消耗身体20%的能量。海绵是动物家族中最高效的觅食者,它们通过过滤海水来吸收营养。对他们而言,无论是大脑还是简单的神经系统,都可能显得过于复杂,是在浪费宝贵的能量资源。
海绵并不是唯一失去或简化神经系统的生物。与近亲相比,某些寄生虫失去了原有的复杂性,例如吸虫,它们仅保留非常基础的神经细胞。一种可能的解释是,寄生的生活方式降低了复杂大脑的必要性;海绵的近亲丝盘虫也是一种非常简单的动物,没有神经系统;海鞘在其生命周期中不断简化大脑:海胆幼虫拥有发育良好的大脑,但一旦它们在海底定居并发展成成年,大脑就会逐渐退化。对于某些动物来说,大脑的缺失反而赋予了它们生存的优势。