如果我告訴你,這個世界上存在一種生物,它沒有身體、沒有四肢,整個軀體就是一顆會行走的“超級大腦”,全身上下每一寸肌膚都是眼睛,甚至擁有比肩人類的復(fù)雜神經(jīng)信號系統(tǒng),你敢相信嗎?
這不是異形系列的最新劇本,2025年11月5日,權(quán)威期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)發(fā)表了一項(xiàng)研究。來自意大利安東多恩動物站和德國柏林自然博物館的團(tuán)隊(duì),由Periklis Paganos和Jack Ullrich-Lüter領(lǐng)銜,通過最前沿的單細(xì)胞核測序技術(shù),揭開了一個隱藏在海底億萬年的驚天秘密:我們眼中那個行動遲緩、沒有大腦的“呆萌”海膽,實(shí)際上是一個擁有“全腦”構(gòu)造的異類生命體。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅徹底推翻了教科書中關(guān)于棘皮動物“神經(jīng)系統(tǒng)簡單”的論斷,更向人類展示了進(jìn)化的另一種瘋狂可能。
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在你的認(rèn)知里,海膽是什么?是那個渾身長刺、只會趴在巖石上啃食藻類的“掃地機(jī)器人”?還是日料店里那一口鮮甜昂貴的“海膽黃”?
長期以來,生物學(xué)家都帶著有色眼鏡看待這種棘皮動物。在傳統(tǒng)的進(jìn)化樹上,海膽被歸類為沒有中樞神經(jīng)系統(tǒng)的“原始生物”。它們沒有頭,沒有腦子,只有一張嘴和一堆管足,依靠簡單的反射弧混吃等死。
然而,人類的傲慢這次被狠狠打臉了。
科學(xué)家們利用單核RNA測序技術(shù)(snRNA-seq),對紫海膽進(jìn)行了分子層面的“核磁共振”。他們原本只是想搞清楚海膽發(fā)育過程中的細(xì)胞圖譜,結(jié)果當(dāng)基因表達(dá)的數(shù)據(jù)跑出來時,所有人都驚呆了。
它的身體去哪了?
在脊椎動物(比如人類)的發(fā)育藍(lán)圖中,基因是有嚴(yán)格分工的:有些基因負(fù)責(zé)定義“頭部”,有些基因(如Hox基因簇)負(fù)責(zé)定義“軀干”和“尾巴”。這種前后分明的秩序,構(gòu)成了我們身體的基本邏輯。
但當(dāng)科學(xué)家審視海膽的基因圖譜時,他們發(fā)現(xiàn)了一件極度詭異的事情:
那些通常只在動物“頭部”表達(dá)的基因(如six3, otx, nkx2.1),在海膽身上并不是集中在某處,而是瘋狂地彌漫在它身體的幾乎每一個角落——從表皮到管足,從神經(jīng)環(huán)到輻射神經(jīng)索。
那么,代表“身體”和“軀干”的基因去哪了呢?
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經(jīng)過地毯式搜索,科學(xué)家終于找到了它們——這些基因被可憐地壓縮、限制在了海膽內(nèi)部極小的腸道和消化系統(tǒng)里。
換句話說,從分子生物學(xué)的角度來看,海膽根本就沒有身體。它就是一個被剝離了軀干、只保留了消化道的“巨大頭顱”。
你在海底看到的每一個海膽,其實(shí)都是一顆在海底滾動的“頭”。
既然海膽是一個“頭”,那它的腦子在哪里?
答案更加顛覆:它不需要腦子,因?yàn)樗叭矶际悄X子”。
研究人員在海膽體內(nèi)識別出了整整29個不同的神經(jīng)元家族。這個數(shù)字意味著什么?意味著其神經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜程度遠(yuǎn)超預(yù)期。
更驚人的是,這些神經(jīng)元并不是亂長的。它們使用著與人類大腦極其相似的“化學(xué)語言”——多巴胺、血清素、組胺、GABA、谷氨酸、乙酰膽堿……這些在人類大腦中負(fù)責(zé)情緒、運(yùn)動、甚至高級認(rèn)知的神經(jīng)遞質(zhì),在海膽的“全腦網(wǎng)絡(luò)”中繁忙地穿梭。
以前我們認(rèn)為海膽只有簡單的神經(jīng)網(wǎng),現(xiàn)在看來,那是一個高度復(fù)雜的、非中心化的“全腦狀態(tài)”(All-brain)。
它沒有把算力集中在顱骨里,而是將“大腦”涂抹在了整個身體表面。每一根管足,每一塊表皮,都是這個分布式大腦的終端。
如果說“行走的大頭”還不夠科幻,那么海膽的視覺系統(tǒng)簡直就是克蘇魯神話的現(xiàn)實(shí)版。
海膽沒有眼睛。你翻遍它的全身,也找不到類似眼球的構(gòu)造。但是,它卻能敏銳地感知光線,甚至能對陰影做出反應(yīng)。
它是怎么做到的?
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最新的測序數(shù)據(jù)揭示了真相:海膽體內(nèi)竟然擁有15種不同的感光細(xì)胞類型!
這些感光細(xì)胞并沒有聚集成眼睛,而是廣泛分布在海膽的管足、棘刺和表皮中。特別是它的管足,不僅是行走的腳,更是視覺的延伸。
研究還發(fā)現(xiàn)了一個極其罕見的現(xiàn)象:海膽的感光細(xì)胞中同時表達(dá)了視黑素(Melanopsin)和Go-視蛋白。這種配置以前只在極少數(shù)生物中見過,它能讓海膽進(jìn)行精細(xì)的“光譜調(diào)諧”。
這意味著,海膽不需要轉(zhuǎn)頭(它本來就是個頭),也不需要轉(zhuǎn)動眼球。它的整個身體就是一個巨大的、360度無死角的復(fù)眼。 當(dāng)你在潛水時盯著海膽看時,請記住,它全身上下成百上千個“眼睛”也在死死地盯著你。
海膽的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn),徹底打破了我們對智慧生命的固有想象。
我們總以為,高級的神經(jīng)系統(tǒng)必須像人類一樣,有一個中央處理器(大腦)來發(fā)號施令。但海膽用億萬年的生存證明了另一種策略的成功:當(dāng)你的算力足夠強(qiáng)大且分布得足夠廣泛時,中心化就是多余的。
下次你在餐桌上夾起一塊鮮美的海膽時,請保持一絲敬畏。你吃下去的,是一個進(jìn)化史上的奇跡——一個沒有身體、渾身是眼、處于全息感知狀態(tài)的“行走大腦”。
或許,正如研究人員所感嘆的,海膽并不是低等生物,它們只是選擇了一條通過“全身心”去感知這個世界的孤獨(dú)道路。
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參考文獻(xiàn):
Paganos, P., et al. (2025). Single-nucleus profiling highlights the all-brain echinoderm nervous system. Science Advances, 11(45), eadx7753.
Rayne, E. (2025, November 19). Scientists Thought This Creature Had No Brain. Turns Out It’s All Brain. Yahoo News.
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