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《方舟子带你走近科学》作者: 方舟子 

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 回书目 

进化的奇迹
我们为什么不长尾巴?(2)

作者:方舟子    出版社:陕西师范大学出版社

    近来的研究发现,鼹鼠的眼睛退化,还有别的优势,有助于我们理解那些不像眼睛这么脆弱的器官的退化。这项研究是以生活在中东地区的一种盲鼹鼠(Spalax ehrenbergi)做为材料的。这种盲鼹鼠看上去像是一条毛绒绒的香肠,它的头部除了嘴巴有开口,露出尖锐的、用来挖土和咬食树根的牙齿,就再也没有任何开口了。它是完全失明的,如果用强光照射它,生活在中东地区的一种盲鼹鼠。它也不会有任何反应,甚至连脑电波也不起变化。但是如果你在它的旁边鼓一下掌,它的脑电波就会起变化。它虽然目不能视物,却能感到振动。盲鼹鼠是完全失明的。事实上,振动是它们相互通讯的方式。盲鼹鼠在一年的大部分时间内都是独居的,它们用头撞撞窝顶,振动传了开去,其它盲鼹鼠感觉到了,也用头撞撞窝顶,就这么长长短短用一种电报式密码互相通讯。如果你在它的窝上方的地面上跺跺脚,它可能也会撞撞窝顶答复。在交配的季节,盲鼹鼠就靠“电报”求爱,雄鼹鼠寻声挖洞追踪,运气好的话就挖到了雌鼹鼠的闺房,交配之后就离开;运气不好的话钻进了别的雄鼹鼠的老窝,就难免有一场厮杀。

    盲鼹鼠的眼睛其实并没有完全消失。如果我们解剖它的头部,会发现在毛和皮肤之下,一对腺体包着的小眼睛,直径只有0.7毫米,体积只有同等大小的小鼠的眼睛的1%。这对眼睛没有瞳孔,晶状体也已萎缩,是无法成像的。但是它们还有视网膜,膜上有锥细胞,里面有能够感光的的视蛋白,数量只有小鼠的4%。那么盲鼹鼠的眼睛为什么没有完全消失,褪黑素是一种能调节睡眠周期的激素,它的分泌量和光的强弱有关。这么一对藏在皮肤底下的小眼睛有什么用呢?由于里面还有视蛋白,还能感受到白天和黑夜的不同——即使是在皮肤底下,也还是能感光的,就像你闭上了眼睛,也还能感到是光明还是黑暗,所以有的人开着灯睡不着觉。盲鼹鼠也是这样,当它们把土推出洞外时,它们皮下的小眼睛也能感到外面是白昼还是黑夜。它们的眼睛中有褪黑素,根据光周期调节鼹鼠的活动。实验证明的确如此。如果在实验室中我们通过改变光亮颠倒白天和黑夜,盲鼹鼠的活动也随着改变。如果让光明时间变短,黑暗时间变长,模拟冬天的到来,盲鼹鼠的体内代谢也随之改变,准备抵抗寒冬了。如果我们把盲鼹鼠的眼睛摘除,它的这些光周期反应就都消失了。

    相应的,盲鼹鼠的大脑皮层功能也发生了改变。它控制感觉漫射光和光周期的皮层区和小鼠的一样大小,但是控制视觉成像的皮层区则几乎消失了。大脑是一个很“昂贵”的器官,虽然只占盲鼹鼠体重的1.3%,却消耗了它吸收的氧气和葡萄糖的20%。控制成像的皮层占整个大脑的10%,平均来说占了盲鼹鼠能量分配的2%(实际上这部分皮层的能量消耗在大脑皮层中是最高的,并不只2%)。视网膜也是一种“昂贵”的器官,它的氧气消耗是身体平均水平的100倍。因此,让视觉退化,可以省下超过2%的能量。地下是一个异常缺氧的环境,那里既没有风可以冷却身体,潮湿的土壤也使流出的汗不容易散发掉,因此盲鼹鼠总是尽量使能量的消耗越低越好(它们的基础代谢率明显比地上的动物低),能省下2%的能量消耗是一个很大的优势,可以将之用于更有价值的活动,比如挖洞寻找食物,哺乳后代等等。就像一个穷人,恨不得把一分钱掰成两半花,如果能把一年的工资省下2%,就可以备一时之需了。

    盲鼹鼠大脑皮层中控制视觉成像的部分虽然消失了,但并不是被当成废物空在那里,事实上,它被改为用来控制触觉,因此盲鼹鼠用于控制触觉的皮层区域,几乎是小鼠的两倍。触觉对盲鼹鼠来说是非常重要的,前面已说过,它们主要是通过感触振动互相通讯的。当它们在黑暗的地底下挖掘隧道时,也靠触觉的指引。实验证明,盲鼹鼠有非常好的磁场导向感觉,在迷宫中不会迷路。它们也需要很好的听觉接收别的盲鼹鼠发来的“电报”,需要很好的嗅觉寻找植物的根和闻其他盲鼹鼠的尿判断敌友。它也有非常好的磁场导向感觉,在迷宫般的隧道中不会迷路,借此躲过蛇的追捕。所有这些感觉都要在大脑皮层中占据一定的位置,那么,抛弃原本多达10%的视觉皮层,改造成别的感觉皮层,就是一种很好的节省策略。

    由此可见,身体某个部位的退化,包括尾巴的消失,的确是有可能用于“补脑”的。在这里,起作用的,还是自然选择。自然选择不仅能够创造新器官,也能改造、摧毁旧器官。


 回书目 

   共有2条评论   查看所有评论>>用户评论

  • 评论者:搜狐网友  评论时间:2008-07-14 11:11:41  IP:已记录  
  • la ji
  • 评论者:搜狐网友  评论时间:2007-11-24 12:38:37  IP:已记录  
  • 装懂科学

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