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2020 年 05 月 14 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国

没有脊椎动物能感到疼痛吗

郑玉婷

  人能感到疼痛,是因为拥有一套能产生疼痛感的中枢神经(由大脑和脊髓组成),而所有脊椎动物都有着与人相似的中枢神经,因此也能感觉到疼痛。那么,无脊椎动物会感受到疼痛吗?

  虾蟹会从疼痛中学习

  大多数生物都有一种称为“伤害感受器”的特殊感受器,它们能感觉到过高的温度、有毒的化学物或者挤压、撕裂之类的机械伤害,那么,它们会感觉到疼痛吗?

  爱尔兰动物学家罗伯特·埃尔伍德提出一个标准,就是看当无脊椎动物受到伤害时,会不会表现出与哺乳动物“照料伤口”相类似的行为。

  我们知道,哺乳动物在受到伤害后,会表现出“照料伤口”的行为。譬如,当狗身上有伤口时,它会不停地舔舐,这是一种有意识的行为。如果无脊椎动物也有类似的表现,那就不能认为这是一种简单的应激反应。

  埃尔伍德先用对虾做实验。他发现,当把一种刺激物刷到对虾的触角上时,它们会用前足长时间地梳洗受伤害的触角。更令人惊讶的是,如果对它施用麻醉剂后,再用刺激物刷它的触角,这种梳洗行为就不会出现。然后他又用螃蟹做实验。如果电击寄居蟹的某个部位,寄居蟹会用螯长时间地摩擦那个部位。食用蟹在摘除一只螯后,也会不停地摩擦伤口。这些反应已经远远超越了简单的应激反应,表现出一些“意识”。

  埃尔伍德又用滨蟹开展进一步的研究。他在水箱中设置了两个隐蔽处,因为滨蟹在白天喜欢躲在岩石下,当用灯照射时,它们会选择待在其中一个隐蔽处。然后,对其中一个隐蔽处的滨蟹施以电击,它们就会逃出来。两次以后,那些被电击的滨蟹就会选择另外一个隐蔽处栖身了。滨蟹的这种快速学习能力,经常能在经历过疼痛的脊椎动物身上看到。埃尔伍德认为,这种行为不只是简单的应激反应。

  章鱼和乌贼能体验疼痛

  这一切不仅发生在甲壳动物身上。美国生物学家萝宾·克鲁克在对头足动物,比如乌贼和章鱼的研究中,也观察到类似的现象。

  章鱼受到伤害之后,也展示出了大多数我们在脊椎动物中观察到的、与疼痛相关的行为,比如梳洗和保护身体受伤的部位等。并且触碰受伤的部位时,它们更容易逃走并喷出墨汁。

  然而,乌贼感受疼痛的方式跟章鱼很不一样。乌贼的鳍受到伤害后,并不只是伤口处痛,而是觉得全身都痛。

  从乌贼的角度来说,这种疼痛的特别方式是不难理解的。乌贼不像章鱼,它的触手不能触碰到身体的许多地方,因此就算它们知道伤口在哪儿,它们也不能照料伤口。同时,乌贼的代谢速度更快,迫使它们得一直运动和捕食。全身对疼痛的高度敏感性或许可以让它们更机敏、更谨慎。

  章鱼和乌贼的这个差异表明,无脊椎动物如果有痛觉的话,它们对疼痛的体验可以是多样化的。

  昆虫不知道何为疼痛

  昆虫也属于无脊椎动物。如果说甲壳动物有痛觉,那果蝇呢?要知道,果蝇神经系统的规模,几乎与甲壳动物相当。而且果蝇是有伤害感受器的,因此其他昆虫很可能也有。

  通常来说,昆虫似乎也能学会规避有害刺激。但它们能感受这种痛苦吗?出人意料的是,一辈子研究黄蜂的荷兰生物学家汉斯·斯密德却给出了否定的答案。他相信,昆虫是没有痛觉的。

  在实验中斯密德发现,与甲壳动物不同,昆虫看起来没有表现出与疼痛相关的行为。比如,昆虫的腿毁坏了,它不会去梳洗或尝试保护后面的肢体。甚至在极端情况下,昆虫也没有表明自己有痛觉。比如,一只蚱蜢在被螳螂吃掉的时候,其腹部被打开了,蚱蜢仍“泰然自若”地在摄食,这说明蚱蜢不会感受到疼痛。

  昆虫有神经系统,但为何没有痛觉?一种解释是,昆虫的寿命太短了。疼痛可以让动物长“记性”,帮它们在未来规避类似的伤害,动物活得越长寿,它记住的疼痛教训就对它越有好处。但毕竟痛觉神经系统的运行需要消耗大量的能量,如果动物的寿命太短,就显得有些得不偿失,而这正是绝大多数昆虫的情况,因此,许多昆虫不会感受到疼痛。

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