本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
一項新的研究為早期關於五億兩千萬年前的節肢動物腦系統的說法提供了有力的支援,引發了關於宇宙中大腦、生命和智慧本質的思考。
柔軟、糊狀且脆弱;腦和神經系統組織可能是化石記錄中最難儲存下來的物質之一。在過去幾年中,古代腦和神經結構的最佳例子來自被困在琥珀中並儲存下來的生物,這些琥珀已有數億年的歷史。但是幾年前,古生物學家聲稱在五億兩千萬年前的節肢動物化石——一種類似蝦的生物——中發現了腦結構的證據。
那一個樣本很有趣,但並非完全令人信服。現在,Ma 等人在Current Biology(以及Philosophical Transactions)上發表的配套論文跟進了另外 7 個例子,並進行了實驗室工作,說明了石化過程可能如何發生以形成今天看到的特徵。
支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
3 英寸,五億兩千萬年前的撫仙湖蟲化石。插圖顯示了與現代生物中假定的“大腦”結構相關的黑色特徵(圖片來源:Xiaoya Ma,插圖:Nicholas Strausfeld)。
這三部分腦系統可能與現代昆蟲、蜘蛛綱動物、螃蟹和龍蝦中的腦系統相似,並且似乎以碳或氧化鐵基礦物變色的薄膜形式儲存下來。這是一個了不起的發現。這些五億兩千萬年前的化石來自寒武紀時期,地球歷史上生命似乎經歷了一些深刻轉變的時期。這包括多細胞生物多樣性的“寒武紀大爆發”和動物祖先門類的首次可發現的遺骸。
究竟為什麼這些大腦(神經細胞和神經網路的密集集合)在這個時候進化出來,仍然有待推測。但一些研究人員提出,具有感覺和複雜身體運動和收縮的多細胞生命的出現,包括那些位於攝食系統周圍的,將透過專門的和快速的類神經細胞獲得明顯的效率優勢。透過網路和團塊連線和定位這些細胞將提供進一步的收益,尤其是在狩獵(和躲避獵人)等新奇事物開始在越來越大的生物體中出現時。
最重要的是,大腦的基本生物結構至少在五億年前就出現了,似乎在真正的複雜多細胞生命出現後不久就出現了。現代人類的大腦可能與那些古代節肢動物的大腦非常不同,但專門神經網路的進化“吸引子”在很久以前就已顯現出來。
這引發了一些關於宇宙其他地方的生命的本質及其潛在的複雜性和智慧的有趣想法和問題。
一旦更大、更復雜的細胞生命在地球上進化出來,大腦結構可能相對快速地出現這一事實本身並不能立即告訴我們這很可能是一種普遍現象。同樣,地球上生命明顯早期的起源並沒有告訴我們太多關於其他地方的機率——一個樣本量給出的限制有限。然而,與生命的起源不同——對於生命的起源,我們目前還沒有明確的理論——對於大腦,我們對它們的發展方式和原因有一些相對直接的想法(如上所述)。
五億兩千萬年前節肢動物大腦的塗片狀遺骸可能指向一個充滿神經網路的宇宙。這些網路的複雜程度究竟如何,以及其中是否出現了更高的智慧,尚不清楚,但可能性可能正在向一些有趣的可能轉變。