头都烂没了还能游两周?金鱼:脑子是个好东西,但我真不需要
金鱼的脑子结构不像人类那样抱成一团,而是像一串糖葫芦一样线性排列。排在最前面负责嗅觉、社交和记忆的端脑(Telencephalon),以及负责视觉的中脑视顶盖,在这次事故中被物理切除了。
但对于一条鱼来说,只要这串糖葫芦最后面的那一颗,也就是延髓(Medulla Oblongata)还连在脊髓上,它就在生理层面上依然持有“活下去”的可能。
注意看视频中“断头”金鱼,我圈了个红的位置:
红圈内那个半透明、覆盖在侧面的“骨板”结构,就是保护鱼鳃的盖子。虽然它的前端边缘(连接脸部的地方)看起来因为前面的组织脱落而显得有些粗糙,但整个盖板的主体结构是完整的。
鳃盖的完整性之所以重要,是因为它在解剖上划定了一条“生死线。它所覆盖的深处,包裹着鱼的“神经颅”的后半部。延髓就位于两个鳃盖之间的头骨中心,刚好在胸鳍连线的前上方。这意味着延髓没有遭到破坏。
延髓是生命系统的底层代码库,它控制着呼吸节律和心跳,位置深埋在头骨后方,通常能躲过捕食者对鱼脸的第一波啃食 。只要这个核心还在,鱼鳃就能继续开合,心脏就能继续泵血,至于脸有没有了,并不影响这台机器的怠速运转。
但光活着不够,它为什么还能游?甚至还能避开鱼缸壁?这就涉及到了脊椎动物的权力下放机制。
鱼类的游泳并不需要大脑时刻下达指令,这种节律性的摆尾动作是由脊髓里的一套“中央模式发生器”(CPG)自动完成的 。
在正常情况下,大脑会对脊髓施加抑制信号,就像一直踩着刹车,让鱼能停下来休息。而在切除了端脑的实验中,科学家早就发现,失去了高层管控的鱼反而会进入一种“不知疲倦”的持续游动状态,这在神经行为学上被称为“去大脑僵直”或“脊髓自动症” 。
在神经生理学研究中,“去大脑”(Decerebrate)是一种经典的模型,用于研究脊髓和脑干的自主功能。早在20世纪,科学家就通过手术移除鱼类的端脑甚至中脑,观察其行为。所以,视频里那条鱼看似顽强的求生游动,实际上是因为它的刹车片(端脑)没了,神经系统卡死在了“前进”档位上。
至于它为什么没撞墙,是因为鱼类还有一套不需要眼睛的感知系统——侧线(Lateral Line)。
这套分布在身体两侧的压力感应器能像声呐一样感知水流的变化,即使是盲鱼也能靠它在撞上玻璃前的一瞬间转向 。所以这条鱼是在用脊髓驱动肌肉,用侧线感知世界,虽然失去了意识和痛觉的高级处理中心,但作为生物机器的避障功能依然在线。
下面这条隆头翼甲鲶(Pterygoplichthys gibbiceps)也挺出名的:
这条鱼也是同样的道理,图中的位置是眼睛:
同样的,也没有损伤到眼窝后方的延髓。
虽然它们已经很厉害了,但没多久还是得死。
杀死它的不是伤口本身,而是淡水。淡水鱼终其一生都在做一件事:对抗渗透压。它们体内的盐分浓度高于外界水体,所以水会源源不断地渗入体内。健康的鱼靠皮肤和鳞片把水挡在外面,靠肾脏把多余的水排出去 。那条金鱼头部的巨大创口,淡水无阻碍地灌入血液,导致体液被疯狂稀释。
尽管它是冷血动物,新陈代谢极慢,哪怕两周不吃不喝也能靠燃烧自身的脂肪和肌肉储备撑着,但它的肾脏和离子泵无法长期对抗这种灾难性的稀释。最终,它死于严重的电解质失衡(低钠血症)导致的系统崩溃 。
这条鱼并没有创造奇迹,它只是向我们展示了“低等”脊椎动物原本的出厂设置有多么耐造。
参考
[*]^https://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/z89-090
[*]^https://www.sciencedirect.com/science/chapter/bookseries/abs/pii/S1569257408601227
[*]^https://en.wikipedia.org/wiki/Lateral_line
[*]^https://journals.physiology.org/doi/10.1152/ajpregu.90337.2008?__cf_chl_rt_tk=2TJ57BftZPT5Be5phpOCpt1m311iO9wCcoC9xPRvfrw-1769266741-1.0.1.1-JjnRyIyMvwiUkiCO23UN3kE54MrgvJV52G0cfJFaa8I
谢谢楼主分享!
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