你有沒有想過,在日料店里那盤價格不菲、金黃誘人的海膽,究竟是個什么東西?最新科學研究揭曉驚人真相:它沒有真正的身體,只剩遍布全身的“腦袋”,還長滿類似眼睛的光敏結構,堪稱“行走的大腦”。這個存活數億年的“刺頭”,究竟藏著怎樣顛覆人類認知的秘密?
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為了生存,它把身體弄丟了
我們先來觀察一下自己,如果從身體正中間畫一條線,左右兩邊幾乎是完全對稱的,這在生物學上被稱為“兩側對稱動物”。這種身體結構大約誕生在6億年前,是動物界最主流的“設計方案”。
有了左右之分,動物才有了明確的“前后”概念,為了更高效地向著前方運動、捕食,神經系統和感覺器官逐漸向身體前端集中,于是就有了“頭”,也有了“腦”。
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但是,海膽這個物種,偏偏選擇了一條完全相反的演化路徑。
海膽在小時候,也就是幼蟲階段,其實長得非常“標準”。那時的它們擁有左右對稱的身體結構,完全符合主流動物的特征。
然而,當它們準備成年時,一場“變態發育”開始了。在幼蟲的體內,會重新孕育出一個全新的、圓球狀的身體,這個新身體會逐漸長大,最終“吞噬”或者頂破舊的軀殼。
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當海膽完成這次重生后,它就變成了一個“輻射對稱”的生物。在很長一段時間里,生物學家都認為這是一種“退化”,覺得海膽是為了適應海底懶散的生活,才放棄了高級的身體結構。
可是,最近發表在《科學·進展》期刊上的一項重磅研究,徹底推翻了這個舊觀念。來自意大利和德國的科學家團隊,并沒有單純依賴解剖刀,而是利用高精度的分子標記技術,去追蹤海膽體內每一個細胞的基因表達情況。他們想搞清楚,海膽的各個部位到底對應著脊椎動物的什么器官。
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結果讓人大跌眼鏡:海膽并沒有“退化”,它是在進行一場極端的“特化”。
研究顯示,海膽身體表面幾乎所有的區域,都在表達著脊椎動物“頭部”才有的基因。
而那些通常負責構建“軀干”和“尾巴”的基因,并沒有消失,而是被極度壓縮,擠到了海膽內部極小的一塊區域——也就是它的消化道和水管系統附近。
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換句話說,在漫長的演化過程中,海膽把身體給扔了,或者說它把身體縮到了肚子里,留在這個世界上的,只剩下一個巨大的、長滿刺的頭。
這種結構打破了我們對動物“頭、身、尾”三段式的固有認知,海膽用實際行動證明:只要能活下去,身體是可以不要的。
全身都是“腦”與“眼”
既然海膽本質上是一個“大頭”,那它的“腦子”在哪?它的“眼睛”又在哪?
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以前的解剖學教科書會告訴你,海膽沒有大腦。切開它的硬殼,你只能在嘴巴周圍看到一圈簡單的神經環,幾根神經索像自行車輻條一樣延伸到身體各處。
但《科學·進展》的研究揭示了一個完全不同的微觀世界。研究人員發現,海膽體內數量最龐大、分布最廣泛的細胞,竟然就是神經元。
這些神經元并不是雜亂無章地堆砌,而是形成了一個極其精密的網絡,覆蓋了海膽的整個體表。更重要的是,這些神經元表達的基因,與人類大腦中負責視力、嗅覺和運動控制的基因高度重合。
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海膽體內充斥著多巴胺、血清素、乙酰膽堿這些高級神經遞質。這意味著,海膽并不是沒有腦子,而是它把“大腦”打散了,均勻地涂抹在了全身。
這種“全身即大腦”的構造,賦予了海膽一種超乎想象的能力——全方位感知。
實驗數據表明,海膽對光線的反應極其敏銳,它們能精準地探測到捕食者的陰影,甚至能分辨出周圍環境的障礙物。秘密就在于,海膽身上長滿了“眼睛”。
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研究團隊在擬球海膽身上識別出了整整15種不同的光感受器細胞。這些感光細胞不是集中生長,而是散布在海膽的管足、棘刺和表皮之間。這就相當于海膽的整個身體表面,就是一個360度無死角的巨大“視網膜”。
雖然這種“復眼”無法像人類的眼睛那樣形成清晰的圖像,看東西可能像是在看低像素的馬賽克畫面,但對于生活在海底的海膽來說,這已經足夠了。
它不需要轉頭,因為它全身都是頭;它不需要轉眼珠,因為它全身都在看。這種分布式的感知系統,讓海膽成了一個全副武裝的“感知堡壘”,任何方向的動靜都逃不過它的監控。
從“海底園丁”到“生態殺手”
海膽的這種奇特構造,這讓我們不得不思考一個問題:為什么它們要放棄靈活的身體,變成這種奇怪的模樣?
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答案在于對環境的極致適應。海膽主要生活在海底,不需要像魚類那樣進行長距離的快速沖刺。對于底棲生物來說,全方位的防御和地毯式的搜索食物才是生存的關鍵。
將神經系統和感知器官分布在全身,意味著它們沒有“盲區”,也沒有致命的“死穴”。這種設計雖然犧牲了速度,卻換來了極高的生存韌性。
正是憑借這種強大的感知能力和全身分布的神經網絡,海膽在尋找食物方面表現出了驚人的效率。海膽是雜食性動物,但最愛吃的是海帶、巨藻這些大型藻類。在生態平衡的狀態下,海膽是盡職盡責的“海底園丁”,負責清理老化、腐爛的海藻。
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然而,一旦生態鏈出現波動,比如海膽的天敵(如海獺、狼鰻)數量減少,海膽就會憑借其強大的生存能力泛濫成災。
它們會像推土機一樣,集結成群,把一片茂盛的海藻林吃得干干凈凈,只剩下光禿禿的巖石。這種景象在生態學上有一個專門的名詞,叫“海膽荒漠”。
更可怕的是,海膽具有一種類似“僵尸”的生存機制。當海藻被吃光后,它們不會餓死,而是能夠調節新陳代謝,利用水中微薄的有機物維持生命,甚至能吸收掉自己的生殖腺來保命。
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它們可以這種“半死不活”的狀態硬挺好幾年,甚至幾十年。一旦新的海藻孢子飄過來,或者環境轉好,它們又能瞬間“復活”,繼續瘋狂進食。
這種頑強的生命力,正是得益于它們那套低能耗、高效率的分布式神經系統。人類雖然愛吃海膽,但靠吃是絕對無法解決海膽泛濫問題的,因為我們想吃的“肉”在饑餓的海膽體內早就消失了,剩下的只是一個空空蕩蕩的、長滿刺的硬殼。
我們如何定義“高等”與“低等”
說到“吃”,這可能是大多數人最關心的話題。既然海膽全身都是腦子,那我們在日料店里吃的那金黃軟糯的部分,難道是海膽的腦漿?
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大家可以放心,雖然海膽的神經元遍布全身,但那個黃色的部分在生物學上是海膽的生殖腺。不過,考慮到海膽那密密麻麻的神經網絡,當你享用美味時,確實不可避免地會吃下一些微小的神經組織。這聽起來可能有點重口味,但也側面印證了這種生物構造的特殊性。
海膽的故事,其實給人類上了一堂生動的生物哲學課。
長久以來,我們總是習慣以人類為模板去衡量其他生物。我們認為,只有像脊椎動物這樣,擁有一個集中的大腦、復雜的軀干,才算是“高等”和“進化”。我們習慣性地把海膽、海星這類生物稱為“低等動物”,認為它們結構簡單、反應遲鈍。
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但科學的研究成果,無疑是對這種“人類中心主義”的一次有力反擊。海膽用它的存在告訴我們:智慧和感知,不一定非要集中在一個中央處理器里。
演化從來沒有固定的方向,也沒有絕對的高低之分。我們選擇了集中算力,發展出了復雜的邏輯思維;海膽選擇了分布式計算,把自己變成了一個精密的感知雷達。這兩種策略,都是在數億年的自然選擇中脫穎而出的最優解。
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