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海洋中最大的魚類是鯨鯊 (Rhincodon typus)。這種巨大的遷徙性魚類可以長到十二米長，但它巨大的嘴巴是用來吃最小的生物：浮游生物的。雖然鯨鯊是最大的，但它並不是唯一巨大的濾食性鯊魚：姥鯊和巨口鯊也從海水中濾取大量的微小生物以生存。
當像 阿爾·多夫 和 克雷格·麥克萊恩（來自 深海新聞）這樣的科學家們正在越來越多地瞭解這些壯麗生物的基本生物學和行為時，其他科學家正忙於研究它們的神經解剖學。幾年前，來自加州大學聖地亞哥分校的 卡拉·E·約帕克 和 勞倫斯·R·弗蘭克 從一家水族館獲得了兩隻鯨鯊的大腦，並將它們放入了核磁共振掃描器。
但是他們不僅僅是對鯨鯊的大腦成像感興趣。他們想知道的是，與其他科學家先前已獲得神經解剖學資料的鯊魚物種相比，鯨鯊大腦的組織結構如何。如果兩個物種擁有最近的共同進化祖先，從而在基因上更相關，那麼它們的大腦會更相似嗎？或者，鯊魚的大腦在生活方式相似的物種之間會更相似嗎，例如那些在水柱中部和表面巡邏的物種（遠洋性鯊魚，如大白鯊、遠洋白鰭鯊、藍鯊、灰鯖鯊和鯨鯊）與那些生活在海底的物種（底棲性鯊魚，如護士鯊和貓鯊）。或者，也許鯊魚的大腦應該根據它們的棲息地進行分組，例如那些生活在近海水域、珊瑚礁周圍或公海中的鯊魚。也許鯊魚的大腦應該根據行為特化進行分組，例如狩獵方法。這些問題的答案可以為鯊魚以及更廣泛意義上的大腦進化提供重要的啟示。
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他們發現，與其他鯊魚物種相比，鯨鯊的大腦比根據其體型預期的要小。大白鯊、姥鯊和戟齒砂鮫也是如此。雖然這三個物種都屬於一個被稱為 鼠鯊目 的鯊魚類群，但鯨鯊屬於另一個進化分組，稱為 鬚鯊目。有趣的是，鯨鯊的棲息地和生活方式也比鬚鯊目的其他成員更類似於鼠鯊目。
相比之下，分析中包含的鯨鯊最近的基因親屬——褐護士鯊，也是須鯊目的成員——其大腦比根據其體型預期的要大。與其進化親屬相比，鯨鯊的大腦尺寸有所減小。
有人認為，大腦袋與特定物種可能面臨的日益增長的認知需求相關。因此，浮游生物捕食者相對較小的大腦可能，正如約帕克和弗蘭克所說，“與其機會主義的被動捕食策略有關”，這可能比更主動的狩獵行為對認知的要求更低。在鳥類、哺乳動物和其他型別的魚類中也發現了類似的模式：乍一看，神經解剖學似乎與狩獵行為有關。
然而，更仔細的觀察使情況變得有些複雜。研究人員表示，鯨鯊大腦“最顯著的特徵之一”是其“巨大且高度褶皺的”小腦，與其他物種相比。儘管鯨鯊的整體大腦較小，但它的小腦卻較大。
鯨鯊與鼠鯊目的成員長尾鯊和姥鯊共享這一特徵，而不是與其自身的近親。事實上，小腦佔這些物種大腦的 28% 到 32%。人們普遍認為，小腦參與組織運動程式，包括保持對運動協調的意識和糾正運動指令執行中的錯誤。對於像長尾鯊這樣的主動獵手來說，這當然是有用的技能，但對於像鯨鯊和姥鯊這樣張開嘴游泳，被動地從海水中濾出浮游生物的鯊魚來說，這些技能有多必要呢？狩獵策略可能解釋了鯊魚大腦解剖結構的一些變異，但顯然還有更多原因。
的確，其他具有類似複雜小腦的鯊魚物種是那些需要高度敏捷性來捕獲獵物的物種，例如錘頭鯊和長尾鯊，以及姥鯊，姥鯊像鯨鯊一樣是濾食性動物。然而，鯨鯊會進行極其長距離的遷徙，並且也已知會在水柱中垂直遷徙。人們還觀察到它垂直懸浮以進食，這種動作需要高度的協調性。因此，小腦的解剖結構與狩獵的關係較小，而與更廣泛意義上的運動協調需求的關係更大。
最終，約帕克和弗蘭克得出結論，大腦“在具有相似但獨立進化的生活方式的物種中比在共享分類學分類的物種中更相似”。換句話說，至少在鯊魚中，大腦解剖結構更多地是由鯊魚生活的環境及其生活方式決定的，而不是由基因分類決定的。例如，鯨鯊和姥鯊相似的大腦是趨同進化的結果。這兩個物種由於相似的棲息地和生活方式而獨立進化出相似的大腦，儘管它們之間至少相隔 2.89 億年 的進化歷程。
正如大多數科學調查的情況一樣，問題通常比答案更簡單。雖然像狩獵策略這樣的東西可能至少部分解釋了像鯨鯊和姥鯊這樣的物種相對較小的大腦尺寸，但其他特徵，如對複雜運動序列的需求，似乎解釋了這些相同物種中相對較大的小腦。當然，像大腦解剖結構這樣複雜的東西將是多重決定的。因此，問題只是變得更加細緻入微：所有這些變數如何相互作用和結合來構建大腦？鑑於鯊魚所居住的截然不同的環境和它們所表現出的獨特行為，當我們努力回答這個問題時，鯊魚將繼續充當有用的模型物種。
Yopak KE, & Frank LR (2009)。鯨鯊（Rhincodon typus）的大腦尺寸和大腦組織，使用磁共振成像。大腦、行為與進化，74 (2), 121-42 PMID: 19729899
圖片：標題圖片為“微笑”的鯨鯊，垂直進食的鯨鯊圖片均由 阿爾·多夫博士 提供，經許可使用。