現(xiàn)在，種生桌熄滅手機(jī)屏幕，物全在反光中看看你的身都上餐臉。

如果從正中央畫(huà)一條豎線，大腦你的和眼左右兩側(cè)幾乎是一樣的，這說(shuō)明你是睛正一只“兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物”。

你身邊的被人動(dòng)物也都一樣：貓貓、狗狗、類端魚(yú)缸里的種生桌魚(yú)，甚至是物全剛剛打死的一只蟑螂，都是身都上餐兩側(cè)對(duì)稱的。

這樣的大腦身體范本誕生在大約 6 億年前，那時(shí)，和眼在諸多輻射對(duì)稱（參考今天的睛正水母）或壓根不對(duì)稱（例如一些海綿）的動(dòng)物中，最早一批兩側(cè)對(duì)稱的被人生物出現(xiàn)了。

圖片來(lái)源：Frédéric Ducarme/wikipedia CC BY-SA 3.0

然而在自然界，總有一些生物選擇向反方向前進(jìn)，海膽就是其中之一。

幼年的海膽長(zhǎng)得就像一只外星飛船，擁有六條透明的“手臂”，和一個(gè)尖尖的“駕駛艙”。

最重要的是，它是標(biāo)準(zhǔn)的兩側(cè)對(duì)稱生物。

然而，一場(chǎng)劇烈的變態(tài)發(fā)育即將到來(lái)：

在這個(gè)幼體內(nèi)，一個(gè)全新的身體正在慢慢長(zhǎng)大，并將最終破體而出，吞掉過(guò)去的自己，長(zhǎng)成我們熟悉的海膽的樣子。

圖片來(lái)源：wikipedia

這時(shí)，海膽就變成了一個(gè)輻射對(duì)稱結(jié)構(gòu)的生物——這樣的發(fā)育過(guò)程，幾乎打破了動(dòng)物演化中最根深蒂固的界限。

從輻射對(duì)稱到兩側(cè)對(duì)稱，這個(gè)看似簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)變，其實(shí)是一場(chǎng)演化上的飛躍。

可以想象，只有在兩側(cè)對(duì)稱的情況下，我們?cè)谡f(shuō)“前面”“后面”“左邊”“右邊”時(shí)才有了意義。

對(duì)于動(dòng)物來(lái)說(shuō)，明確的方向就意味著更主動(dòng)的運(yùn)動(dòng)能力，也意味著更大的生存機(jī)會(huì)。

更重要的是，兩側(cè)對(duì)稱還讓我們擁有了“上面”和“下面”。

有理論認(rèn)為，兩側(cè)對(duì)稱開(kāi)啟了“頭”的形成——我們的神經(jīng)逐漸集中在前方，或者說(shuō)上面的方向位，最終它們集成了一個(gè)緊密的結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)我們最重要的感知和思維系統(tǒng)——這就是我們的頭腦。

因此，這也讓輻射對(duì)稱的海膽看起來(lái)就不像有腦子的樣子。

全身都是腦

早在上世紀(jì) 90 年代，解剖生物學(xué)家就認(rèn)為，海膽是一種沒(méi)有腦子的生物。

切開(kāi)海膽的硬殼后，在它底部的嘴的周?chē)且蝗Ψ浅：?jiǎn)陋的中央神經(jīng)環(huán)，這個(gè)環(huán)上分出五條主要的神經(jīng)索，像自行車(chē)輻條一樣，延伸到身體各處——這就是肉眼能夠看到的海膽的全部神經(jīng)結(jié)構(gòu)。

這個(gè)結(jié)構(gòu)太簡(jiǎn)單了，看起來(lái)完全不像一個(gè)復(fù)雜的處理中心，因此當(dāng)時(shí)的科學(xué)家得出了一個(gè)合乎邏輯的推論：海膽沒(méi)有大腦。

這個(gè)簡(jiǎn)單的神經(jīng)環(huán)和神經(jīng)索網(wǎng)絡(luò)，可能只負(fù)責(zé)一些最簡(jiǎn)單的信號(hào)傳輸，從而達(dá)到協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)反射的目的。比如受到觸碰時(shí)收縮管足、傾斜棘刺等。

然而，最近一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)·進(jìn)展》（Science Advances）的研究發(fā)現(xiàn)，海膽可能并不像我們想的那樣沒(méi)有腦子——它們?nèi)矶际悄X子！

分子標(biāo)記與染色技術(shù)幫助研究人員識(shí)別了基因在身體各部位的表達(dá)情況（圖片來(lái)源：原論文）

消失的身體

相比簡(jiǎn)單的解剖，這項(xiàng)研究決定直接觀察海膽在成年的過(guò)程中，基因是如何工作的。來(lái)自意大利那不勒斯安東·多恩動(dòng)物研究所的海洋生物學(xué)家?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)，詳細(xì)分析了剛完成變態(tài)發(fā)育的擬球海膽（Paracentrotus lividus）細(xì)胞中激活的基因。

通過(guò)這種方式，研究者不僅能夠準(zhǔn)確識(shí)別這是一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞、皮膚細(xì)胞還是肌肉細(xì)胞，還能推斷出它的具體功能。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，海膽的神經(jīng)元遠(yuǎn)不止集中在那個(gè)簡(jiǎn)單的神經(jīng)環(huán)中。事實(shí)上，海膽體內(nèi)最豐富的細(xì)胞就是神經(jīng)元。

這些神經(jīng)元分布在海膽全身，多達(dá)數(shù)百種，而且同時(shí)表達(dá)著棘皮動(dòng)物特有的“頭部”基因，以及在脊椎動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中普遍存在的基因。

這說(shuō)明，海膽不僅全身都是神經(jīng)，而且這些神經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)類似大腦的整合系統(tǒng)。

而那些與軀干相關(guān)的基因，就只局限在海膽的消化道、水管系統(tǒng)等內(nèi)部結(jié)構(gòu)和器官中。

換句話說(shuō)，海膽其實(shí)并沒(méi)有真正的軀體，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)頭，加上了一些必要的器官。

圖片來(lái)源：Periklis Paganos

海膽的神經(jīng)元還展現(xiàn)出多樣化的分子特征表達(dá)，其中的許多神經(jīng)遞質(zhì)你或許也很熟悉：多巴胺、血清素、乙酰膽堿等等。

這也印證了“海膽的神經(jīng)系統(tǒng)非常精密”，研究者在論文中寫(xiě)道，“已經(jīng)遠(yuǎn)超簡(jiǎn)單的神經(jīng)元和神經(jīng)節(jié)相互連接形成的網(wǎng)絡(luò)。”

海膽雖然沒(méi)有眼睛，卻也能對(duì)光線做出反應(yīng)。這要?dú)w功于它體內(nèi)能夠感受光線的細(xì)胞。

研究者發(fā)現(xiàn)，擬球海膽具有 15 種獨(dú)特的光感受器類型，而且全身都分布著對(duì)光敏感的細(xì)胞，整體結(jié)構(gòu)甚至可以媲美人類的視網(wǎng)膜。

如果用人做比喻，可能海膽就是一個(gè)長(zhǎng)滿了眼睛，而且所有眼睛都長(zhǎng)在大腦上，沒(méi)有軀體，只有最中央存在一套消化系統(tǒng)的詭異模樣。

演化特例

海膽的發(fā)現(xiàn)并非孤例。在演化樹(shù)上，棘皮動(dòng)物處于一個(gè)極為特殊的位置，它們與我們的親緣關(guān)系，甚至比昆蟲(chóng)和章魚(yú)等看似“聰明”的無(wú)脊椎動(dòng)物更近。

然而，它們卻選擇了一條截然不同的演化道路。近年來(lái)，我們幾乎在重新認(rèn)識(shí)整個(gè)棘皮動(dòng)物門(mén)。

2023 年，《自然》（Nature）發(fā)表的一項(xiàng)類似研究回答了關(guān)于另一個(gè)棘皮動(dòng)物門(mén)的著名問(wèn)題：海星的頭究竟在哪。

研究團(tuán)隊(duì)將海星切成薄片，從三個(gè)不同的方向檢測(cè)了基因表達(dá)的差異，最終確定海星的頭也是全身分布的。

具體來(lái)說(shuō)，海星的頭分別位于身體的中心，以及每條“手臂”的中心。而與軀干有關(guān)的基因，只出現(xiàn)在海星“手臂”非常邊緣的位置。

圖片來(lái)源：Laurent Formery/Evident Image of the Year Award

就像海膽一樣，與其說(shuō)是海星沒(méi)有頭，不如說(shuō)它們是沒(méi)有了身體，只剩下了一個(gè)頭在海底爬行。

“我們的研究結(jié)果表明，沒(méi)有傳統(tǒng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)物仍能發(fā)展出類似大腦的組織結(jié)構(gòu)，”這項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)·進(jìn)展》的研究的第一作者、柏林自然博物館的 Jack Ullrich-Lüter 表示，“這從根本上改變了我們對(duì)復(fù)雜神經(jīng)系統(tǒng)演化的認(rèn)知。”

雖然但是，我們吃的是海膽的性腺——大概可以不算腦子的一部分吧。

參考文獻(xiàn)

[1]https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx7753#sec-3

[2]https://www.museumfuernaturkunde.berlin/en/museum/media/press/researchers-discover-all-body-brain-sea-urchins

[3]https://www.nature.com/articles/s41586-023-06669-2

[4]https://www.popularmechanics.com/science/animals/a69443677/all-brain-creature/