硬核科普:为什么只有人类进化出高度发达的大脑?( 二 )


非凡的视力 , 助力它们俯视一切猎物 。
中脑掌管脐下的触觉 , 两根触角上布满了倒钩 。
后脑发出的神经控制着下唇和消化管 。
寒武纪时期节肢动物的神经系统 , 和现代甲壳类动物只是大同小异:
5.2 亿年前的延长抚仙湖虫(左);现代甲壳类神经系统(右)
虽然后来的研究证明奇虾的猎物可能并不是三叶虫 , 但他们吃的微生物 , 以及泥里的虫状生物 , 可能正是我们的远祖近亲 。
节肢动物空前发达的大脑 , 相对于前寒武纪的生物 , 无异于降维打击 。
前寒武纪时代的大量水母类生物 , 仅仅只是网状神经系统 , 甚至连大脑都没有 。 刺激某一个点 , 全身都会出现神经反射 。
随着神经系统的集中 , 扁形虫有了中枢神经 , 出现了原始大脑 , 但仅仅只有两根神经索 。 具有的眼点 , 也只有最基本的感光能力 。
虽然环节动物率先有了链状神经系统 , 但相比节肢动物也原始很多 , 没有足够发达的运动器官和眼睛 。
演化出节肢动物时 , 发达的大脑才足以支持足够发达的运动器官和感觉器官 。
人类的远祖冠状皱囊动物 , 神经系统应该比扁形虫神经更复杂 , 但又比蚯蚓神经更简单 。 或许和线虫神经系统复杂度相当 , 由几条神经索构成 。
随着不断演化 , 神经索往背部集中卷曲成管状 , 然后再通过棒状结构固定 , 于是就演化出了最早的脊索 。
虽然脊索的神经高度集中 , 但一开始却是相当简单的虫状生物:
这是最早的脊索动物皮卡虫 , 和文昌鱼有相近的关系 。
从文昌鱼的结构来判断 , 皮卡虫仅仅只有脑泡 , 以及发出的两根神经分别控制原始的眼和嗅窝 , 它们甚至连分辨事物形状的能力都没有 。
文昌鱼头部特写
如此简单的结构 , 令人类远祖在奇虾的制霸下 , 瑟瑟发抖 。
然而 , 生物演化是“适者生存” 。
只要活下来 , 就能传下基因 , 并非有脊索就一定会演化出大脑 。
像海鞘这种尾索动物 , 幼体时期在尾部还有脊索 , 但经过变态发育后 , “吃掉”了自己的脊索 , 原来的背部神经管也退化成了神经节 , 过上了咸鱼般的营固着生活 。
尾索动物苟且偷生了数亿年 , 这或许是早早灭绝的第一代霸主奇虾 , 所永远没有想到的吧 。
然而 , 对于直面惨淡人生的头索动物来说 。
节肢动物的制霸统治 , 对它们产生了很强的选择压 。
所谓师夷长技以制夷 , 你有眼睛 , 我同样可以演化出眼睛来 。
奇虾和皮卡虫 , 拥有相同的基因 PAX6:
PAX6 是一种十分古老的基因 , 早在扁形动物中就已经出现 。
这个基因令扁形动物头部 , 出现了能够汇聚色素的凹陷(眼点) 。 这个凹陷 , 可以说是眼睛的最初形态 。
在后来的演化过程中 , 无论节肢动物 , 还是脊索动物 , 甚至后来的头足纲动物 。
他们眼睛无一例外 , 都是在 PAX6 基因的控制下发育而来的 。
相应的处理器带动相应的配件 。
眼睛的发育 , 促进了大脑的发育 。
5.3 亿年前 , 脊椎动物正式诞生:
海口鱼
海口鱼和昆明鱼是最早的脊椎动物 。
除了活动能力大大提升之外 , 它们依旧还相当于的原始 。 仅仅只有 4cm 长 , 在原始海洋中苟且营生 。
不过相比起文昌鱼 , 海口鱼已经有了后来脊椎动物大脑的雏形 。
它们的大脑分成大脑、间脑、中脑、小脑、延脑五个部分 。
虽然因为图片伪造 , 海克尔胚胎重演律在生物学史上颇具争议 , 但所有脊索动物胚胎 , 大脑发育的确会经历相似的过程 , 虽然算不上真正的“重演\" 。 当初海克尔的伪造 , 正是刻意抹除了绝大部分的差异 。
人类胚胎发育过程中 , 原始的脑泡会先发育成三个 , 然后再发育成 5 个:
可以看出 , 人类胚胎早期的大脑发育 , 与原始脊椎动物的大脑具有一定的相似性 。
当然 , 海口鱼其实并不算真正的鱼类 , 而是接近盲鳗的生物 。
它们没有下颌 , 通过原始的鳃囊进行呼吸 , 在原始海洋的生存竞争能力并不够强 。 哪怕感官越来越敏锐 , 肌肉越来越发达 , 也只能在节肢动物的制霸下 , 勉强生存 。
我们的鱼类远祖在不断被淘汰的过程中 , 只能通过甲胄才能勉强生存 , 于是演化出了甲胄鱼:
所谓道高一尺 , 魔高一丈 。
时间来到了奥陶纪(4.8~4.4 亿年前) 。
节肢动物演化出了更加凶残的掠食者 , 海洋第二代霸主:板足鲎(海蝎子一类动物) 。

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