大腦告訴我們，腦子是人體最重要的器官，地球上聰明的動物都有腦子。但是有一類動物，在成年后卻把自己的腦子吃掉了。研究者們相信，在這種不要腦子的生物身上，藏著包括人類在內(nèi)的所有脊椎動物祖先的秘密。

海鞘 Clavelina moluccensis。圖片來源：britannica

陸地上的生命來自海洋，人類祖先的近親也還生活在海底。如果你在海里潛水，可能不會將這種生物和有腦子的人類聯(lián)系在一起，這種生物就是海鞘（Tunicata）。

成年后的海鞘看起來就是個吹水的“直腸子”，海水從一個洞里進去，從另一個洞里出來，靠過濾海水中的有機物生存。很難想象那一片杵在海底或漂在水中的連環(huán)棒槌竟然是在海中和人類最接近的生物：海鞘屬于尾索動物亞門（urochordata），和脊椎動物擁有共同的祖先。

事實上，海鞘不但有原始的心臟和原始的血細胞，還對觸摸有反應。海鞘也有原始的肌肉系統(tǒng)，幫助它們控制身體的形態(tài)和開關出入水口。如果把海鞘從水里撈出來，它們會噴你一臉，因此獲得了 sea squirt （海噴子）的寫實榮譽稱號。不過，山東人民對這一稱號會表示異議，在魯菜的語境下，海鞘出水后的流體力學使其獲得了“海奶子”的愛稱。

海鞘噴水

海鞘也是唯一一種能夠產(chǎn)生纖維素的動物。它們的外形讓人類迷惑了幾千年。一開始，亞里士多德認為海鞘是類似于海螺一類的軟體動物。后來在19世紀，拉馬克則認為海鞘是棘皮動物，和海參它們是親戚。

到了1866年，海鞘的蝌蚪狀幼體被發(fā)現(xiàn)，它們和脊椎動物的關聯(lián)才大白于天下。原來海鞘小時候是有腦子的，但是在它們長大之后，它們的腦子就退化了。

海鞘幼體（下）和蝌蚪（上）的對比。圖片來源：wikiwand

海鞘小時候長得像蝌蚪，會游泳，不進食，不打野。小海鞘的身體里有一個非常簡單的背神經(jīng)管，類似于脊椎。在靠近頭部的地方是一個神經(jīng)節(jié)，功能類似于腦子，小腦袋可以感知光線和重力，可以幫它尋找住所和躲避掠食者。小海鞘甚至有類似眼睛的眼點。

底棲海鞘 Phallusia nigra 從幼體變?yōu)槌上x的過程。圖片來源：Centro de Biologia Marinha - CEBIMar/USP

通常在漂浮幾天后，小海鞘就會火速逆行變態(tài)：在一天之內(nèi)，原本的背神經(jīng)管、眼睛和大部分尾巴都會被吸收，大部分腦子消失了，最后就保留了一個連接嘴巴和心臟、主要功能是控制進食的神經(jīng)節(jié)。它們就這樣一夕之間從搖頭晃腦的小可愛變成了邊吃邊拉的無頭怪。

需要指出的是，有一類海鞘在成年后還保持著大部分腦子和蝌蚪形態(tài)，頭部還有感光和感受重力的結構，它們就是尾海鞘（Appendicularia）。尾海鞘因為酷似其他海鞘小時候，因此又名幼形綱。

尾海鞘 Oikopleura dioica 幼體，它們長大后也是類似的形態(tài)。

因為在眾多海鞘中尾海鞘還保留著小時候的形態(tài)，而大多數(shù)海鞘都朝著肛腸科發(fā)展，所以20世紀初的不少學者開始猜測，尾海鞘是不是不愿意長大的海鞘？更進一步，脊椎動物的祖先會不會是一只不愿意長大的小海鞘呢？拒絕長大的小海鞘堅持保留自己的腦子不退化，最終從小“蝌蚪”變成了人類，好熟悉好自然的故事啊。

其中一位著名代表人物就是牛津大學林肯學院的海洋生物學家 Walter Garstang，而這個假說被稱為幼態(tài)進化（paedomorphosis），被寫入了20世紀的眾多生物學教材中。

不過后來到了20世紀80年代，新的遺傳學證據(jù)推翻了這種看法。我們現(xiàn)在知道，海鞘是脊椎動物的近親，但不是祖先。

在同時期，更加驚人的反轉也出現(xiàn)了。

在透射電子顯微鏡下，附著在海底的海鞘（Ascidiacea）和脊椎動物不太一樣，因為它們的卵子沒有大多數(shù)脊椎動物都有的皮質顆粒，精子也沒有大多數(shù)脊椎動物都有的頂體顆粒。但令人意外的是，“不愿長大”的尾海鞘卻保留著這些特征，它們和脊椎動物看起來更相似。

也就是說，尾海鞘并不是不想長大，或許它本身就是更古老的形態(tài)；其他無腦簡化版可能才是新出現(xiàn)的。

而這些新發(fā)現(xiàn)讓脊椎動物和海鞘的共同祖先變得更神秘了：這個祖先到底長什么樣，是更像有頭有尾的尾海鞘，還是其他腦子不要不要的海鞘？這個沒頭腦的問題恐怕會讓人類不高興很長時間，因為沒骨頭的海鞘留下的化石實在是太稀少了。

話說回來，海鞘的技能樹不僅沒腦子，還有非常特殊的血液。

1911年，德國化學家 Martin Henze 在研究某些海鞘時發(fā)現(xiàn)了它們體內(nèi)含有一種罕見的金屬：釩。

原來，一些海鞘的血細胞含有釩綁定蛋白（Vanabins），而不是和我們一樣含鐵的血紅蛋白，而這種含有釩綁定蛋白的血液是綠色的。

體內(nèi)富集釩元素的海鞘 Phallusia nigra。圖片來源：iNaturalist

比如，這種喜歡獨處的海鞘 Phallusia nigra 就含有釩。它的學名不僅形象，侮辱性也很強：Phallusia 來自希臘語的 phallos，意思是丁丁；Nigra 的意思是黑色。

能夠利用釩的海鞘身體中釩的濃度可達海水中該金屬元素濃度的千萬倍。對于人類和許多生物來說，釩化合物的毒性很高，因此海鞘可能利用含釩的血液讓自己變得難吃。

海菠蘿（Halocynthia roretzi）刺身。圖片來源：wikipedia

不過，善于把進化樹變成菜譜的人類在這么多難吃的海鞘中還是找到了能吃的一些品種。在韓國和日本，有一種叫做海菠蘿（Halocynthia roretzi）的海鞘是當?shù)靥厣耍抢镆灿泻２ぬ}的養(yǎng)殖場。

韓國的海菠蘿養(yǎng)殖場

說到吃，即使被吃掉一塊，海鞘也有超強的復原能力，而這種復原能力也和它們的血液有關。

1964年，芝加哥大學的海洋生物學家 Gary Freeman 做過這樣一個實驗：他給海鞘輻射伽馬射線，使它們的細胞失去分裂和出芽的能力，也就是修復力。

接著，他給失去復原能力的海鞘注射了同一個物種、但沒有被輻射過的海鞘血細胞，結果被輻射的海鞘又重新具有了修復身體的能力，證明海鞘身體修復的實力隱藏在血液中。

或許就是這些奇奇怪怪的技能讓沒頭腦的海鞘一直存活到了現(xiàn)在，并且遍布全球吧。

海鞘：我頭像污嗎？人類：像。

來源： 把科學帶回家無標注圖片來源網(wǎng)絡。參考資料儲存于石墨：https://shimo.im/docs/6QH9kpckG8Gr9jKH/


關注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復【最新活動】，了解近期科普活動
回復【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復【研學營】，了解最新科普研學營
回復【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復【觀鳥知識】，學習觀鳥相關科普知識
回復【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情