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拥有众处大脑的动物使吾们重新思考何为智力

[ 来源:http://www.hnzasp.com | 作者:网友 | 时间:2020-11-04

  来源:酷炫脑

  2016 年,别名大胆的新西兰罪人在某个黑夜悄然越狱。这场走动天衣无缝,异国引首任何人仔细,只留下了一幼串水痕,指向狭窄的排水管道。罪人名叫 Inky ,是一只章鱼。镇日晚上,他从水族馆的一个幼洞游进褊狭的排水管,最后到达大海,逃之夭夭。

  章鱼及它们进化上的外亲(如鱿鱼和乌贼)都属于头足动物。这些奇怪的无脊椎动物能够在水里生存繁衍,同时有着惊人的认知能力,但吾们却对它们的大脑与神经编制不甚晓畅。

  归功于稀奇的神经编制,它们能肆意融入环境,假装本身,还能进走复杂的交流(尽管它们的外交能力远不如人或其他灵长动物)。这一致都提战着吾们对灵敏生命的设想——无脊椎动物也有认知功能?

差别动物神经元数目对比(单位为百万,从左至右挨次为海蛞蝓、老鼠、章鱼与人类)差别动物神经元数目对比(单位为百万,从左至右挨次为海蛞蝓、老鼠、章鱼与人类)

  在此之前,吾们必要定义何为灵敏,或者说智力。心绪学家罗伯特·史坦伯格是如许认为的:“智力是一栽从经验中学习,并据此体面特定模式,主动选择环境的能力。”

  智力使生物走为随环境而变,即走为变通性。为了维系复杂的社会纽带或追求食物,脊椎动物们不得不在进化中发展出智力。吾们能见到杂耍的猫狗,打篮球的老鼠,还有很众哺乳动物都能完善相通的浅易义务,这是它们拥有智力的外现。

  传统不都雅点认为,更聪明的灵长类动物由于寿命更长,于是必要进化出更高的智力来维系外交纽带。然而,头足动物寿命短,吾们无法用相通逻辑来注释它们的神经机关。

  走为复杂性

  与灵长动物差别,头足动物一生只滋生一次,产卵后就会物化去。以雌性章鱼为例,子女孵化后不久就是它们的物化期。因此,头足动物不存在代际相关或亲子相关,无法向子女传递新闻,一致技能和走为只能倚赖自学成才。

  头足动物之间也不存在社会配相符相关,章鱼可不会像吾们相通开班哺育子女如何觅食。他们活得孤立,甚至很难辨别出本身的同胞。尽管如此,头足动物们仍具备走为变通性,能无师自通地生存下来。

via:BBC Earthvia:BBC Earth

  章鱼

  章鱼常以甲壳动物为食。为了吃,它们有众数栽手法去掀开猎物的硬壳。除了行使长在触手上的吸盘,在猎物离得有点远时,它们还会喷射水流让猎物靠得近一些,甚至还能容易地掀开不透明的罐子和盒子来抓住猎物。饱餐后,它们会将吃剩的硬壳废物行使,当作本身的防身武器或藏身处。自身携带的生色团细胞(译者注:生色团是分子中的一栽化学键,能选择性地摄取某栽波长的光,让物体展现特定的颜色)还能使它们与环境融为一体,更益地伏击猎物。

  乌贼

  乌贼其貌不扬,貌似无害,却是富强的捕食者,有着特出的捕食体面能力。它们对计数和数字有着天然直觉,能区分猎物的众少。在捕猎时它们会快速估算猎物数目,从而决定该如何猎食。它们还具备卓异的空间学习能力,能赓续找到潜在点守株待兔。“演戏”的能力也很不凡,它们在狩猎时会假装成无害的生物,譬如螃蟹,来作废猎物的戒心。

  乌贼外现出一片面情景记忆的能力。在人类和其他动物中,啪啪动太图情景记忆能使吾们记住以前的经历和记忆发生时的相关感受。拜情景记忆所赐,吾们能将地点、时间、人物、甚至情绪和某一特定事件相相关。哺乳动物能凭借大脑中的海马体形成情景记忆。乌贼并异国海马体,却仍能记住曾经发现猎物的时间和地点,甚至是猎物们的偏益,益改进狩猎模式,升迁成功率。

  与章鱼相通,乌贼也能快速地变换皮肤颜色来潜在于环境。

  鱿鱼

  鱿鱼太甚圆滑,无法在实验室中仔细地进走钻研,但它们实在拥有走为变通性,能在捕猎时调整本身的游动速度和模式。

via:SENORGIF.comvia:SENORGIF.com

  生色团细胞与认知

  章鱼和乌贼拥有松散的中枢神经编制以及众个类脑中枢,但这并不影响它们快速做出决定。在猎食或暗藏时,它们敏捷感知周围环境,使皮肤中的生色团分子变色,让身体的差别区域表现差别的颜色。它们甚至能把本身变成一个暗白相间的靶点。

  在栖休地中钻研这些生物相等难得,因此大片面的钻研都倚赖于以去的不都雅察经验。一些学者推想这些生物表现出的走为变通性与认知能力相关。倘若能搞懂跟生色团分子相关的假装走为,吾们就能验证这一倘若。

  基因调控,走为变通性的因为之一?

  头足动物拥有一件能升迁它们体面力和智力的富强武器。吾们清新,所有动物的遗传新闻都被添密在名为 DNA 的双螺旋分子中。当 DNA 的碱基排列被读取,吾们就能解锁遗传新闻,因此 DNA 能够被望作是细胞工厂的生产指南。

  为了防止丢失主要的遗传新闻原件,细胞不会直接用 DNA 生产产品,而是先将它复制一份。DNA 中的基因被复制,生成名为 mRNA 的单链分子,即遗传新闻副本,这一过程被称为转录。

基因调控图解,via:news-medical.net基因调控图解,via:news-medical.net

  mRNA 形成后会被送去细胞工厂,行为工人的核糖体会按照其承载的生产指南副本制作出最后的产品,即赞成各类细胞运动的差别蛋白,这一过程被称为翻译。

  出乎料想的是, 60% 的头足动物的脑细胞会对 mRNA 这一副本进走添工。由于核糖体按照 mRNA 生产蛋白,一旦 mRNA 被重新编辑或修改,产出的蛋白也将截然差别。

  人类和其他生物清淡只编辑基因组中最众1%的基因,而头足动物的基因编辑频率超出吾们 60 众倍。在差别的条件或压力源组相符下,头足动物经由过程编辑其脑细胞基因,生产出差别的蛋白来体面转折的环境条件。因此,屡次的基因编辑能协助头足动物体面进化,发展出更益的走为变通性。

  稀奇的生理构造

  差别头足动物的神经编制迥异重大。它们异国一个荟萃的中枢神经编制,而是拥有 13 到 40 个松散的脑叶。最众有三分之二的脑细胞位于它们的触手或周围机关中。

  章鱼的神经编制极为稀奇。它们的 5 亿个神经元组成了 40 个差别的脑叶,大片面负责感知视觉、触觉、和化学的刺激。差别脑叶松散在身体的八只触手里,但彼此保持着周详的相关。以章鱼的假装技能为例,体积大的视觉脑叶授与、处理环境新闻,并将其传递给其它脑叶去调控一系列假装、退守、移动和学习等走为。

  兴趣的是,很众差别脑叶中的细胞实际上有着相通的功能,这栽望似有余的设计使章鱼能敏捷体面身体某一侧受到的刺激,还能够融合众栽差别且自力的走为。

章鱼开瓶盖,图源网络章鱼开瓶盖,图源网络

  结论

  走为变通性等同于智力吗?

  固然头足动物匮乏记忆或代际交流,它们仍能快速感知环境、体面环境。吾们无法确定它们在众大水平上掌握了复杂的认知模式。一些学者认为头足动物具备智力,而另一些仅仅把他们的走为变通性当作是体面环境的策略。

  头足动物是反答外界压力而进化出智力的生物范例吗?

  倘若吾们承认头足动物拥有智力,那么这将转折吾们在外星追求生命的方式。环境并异国迫使它们发展出复杂的社会相关,它们随环境而变的走为十足基于捕食的必要。因此,相通的生物能够会出现在一些生态凶劣的星球上。

  头足动物的存在表清新一栽稀奇的动物智力形势,吾们现在只破解了它们神经走为之谜的冰山一角。

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