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“外星生物”就在我们的星球上(3)

2019-06-09 15:36来源:互联网关注:作者:蒙多

  19世纪末期,当科学家们开始检验栉水母的神经系统时,显微镜下的结果显得十分平常。栉水母躯体的底部(译者注:原文为south pole,此处暂译为底部,欢迎指正)有着一大堆的神经元;分散开的神经网络遍布其整个身体;少量厚重的神经束延展至每只触手及它8条纤毛带中的每一条。上世纪60年代的电子显微镜研究展现了这些神经元间似乎是突触的结构;这些结构中充斥着泡泡般的隔间,而这些隔间被用来释放能刺激邻近细胞的神经递质。

  科学家们往活着的栉水母的神经元中注入了钙——这激发它们(神经元)产生了火电脉冲,就像老鼠、蠕虫、苍蝇、蛇和每一种其他动物的神经元一样。通过刺激正确的神经,研究员们甚至能驱使它的纤毛按不同方式旋转——使得它正向或反向游动。

  简言之,栉水母的神经看起来像,运行方式也像任何其他动物的神经一样。因而生物学家们假设这些神经实际上也是一样。这一关于栉水母的观点契合了一种关于所有动物演化的更广义的描述——而这种描述可能也是错误的。

  海绵的故事支持了神经系统逐级发展,愈加复杂的传统观点。

  到了上世纪90年代,科学家们将栉水母置于动物族类树中较低的地方,在一支紧邻腔肠动物(cnidarian)的分支上——腔肠动物包括了水母,海葵(sea anemones)和珊瑚。水母和栉水母都拥有肌肉,都有着未完全浓缩为大脑的离散的神经系统。并且,当然它们都因为那柔软的,果冻般的,常常是透明的身体而闻名。

图为天然海绵。图源:维基

图为天然海绵。图源:维基

  在栉水母和水母之下,进化树拥有两支显然更加原始的动物分支:扁盘动物门(placozoan)及海绵(sea sponge);它们没有任何种类的神经细胞。海绵看起来则尤为徘徊在“动物”这一定义的边缘:直到1866年,英国生物学家亨利·詹姆斯·克拉克 (Henry James Clark)才证明了海绵的确是一种动物。

  由此,我们将海绵奉为我们与古老的、先于动物的单细胞原生生物(protist,类似于现代的变形虫和草履虫)尚存最密切的连结。研究者们推断,古老的原生生物聚集成高耸的族群,由而进化成了海绵;其中的每个细胞并未通过游动,而是运用自己的鞭毛(flagella)——一种像纤毛一般的线状结构进食。

  这一描述支持了在动物树每支连续的分支中,神经系统逐级发展,愈加复杂的传统观点。所有动物都起源于一次进化性创造:神经细胞的诞生。而再之后的进化中,仅有一次,那些神经元跨过了第二道重要的门槛——聚集为一个集中的大脑。这一观点为另一条证据链所强化:个体神经元在昆虫与人类间以惊人相似的方式排列,形成控制情景记忆,空间导航和整体行为的神经回路。事实上,科学家们认为,最初的大脑必定很早就已出现,在昆虫与脊椎动物的祖先们进化为不同类别之前。倘若这是正确的,那么在大脑出现之后过去的五亿五千万到六亿五千万年便遵循着同一条故事线,不过是多种动物谱系基于同一基本的大脑蓝图进行了或简单、或复杂的发展。

  这一关于大脑演化的图景很合理,但1995于弗莱迪港观景时,莫罗兹开始怀疑这一观点有着深层的错误。为了证实他的直觉,他采集了数种栉水母。他将它们的神经组织切成细条,并滴入了能表明多巴胺,血清素或一氧化氮存在的化学染色剂——这三种神经递质在动物王国里普遍存在。他一次又一次地在显微镜下观察,但仍未找到任何黄色、红色或绿色的染色。

  当你重复实验时,莫罗兹说:“你开始意识到它真的是一种不同的动物。”他推测栉水母不仅仅是与它假想的姐妹种群水母不同。它与地球上的其他任何神经系统都大相径庭。

(A-D)栉水母的神经元突触示意图,(E)栉水母皮下神经概略图。图源:biologists

  (A-D)栉水母的神经元突触示意图,(E)栉水母皮下神经概略图。图源:biologists

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