我们何时懂得思考.PDF

我们何时懂得思考 －浅淡自己对生物神经系统进化和发育的认识 如果，将整个自然科学体系看作成为一个金字塔的话，那么，位于塔顶尖的，肯定是生 命科学。生命科学包含了人类对于自然科学的终极探讨：我们从何而来，又将从何而去？而 我们存在和发展的机理又是什么？人类天生的好奇，不断驱使我们去探究大自然的奥秘。 当然，站在达尔文、孟德尔、斯旺、摩根等生物学各个领域巨人的肩上，我们现在可以 知道，生物的存在，不是由于神创，而是进化和发育的结果。在我看来，进化从宏观上解释 物种的演变，发育从微观上阐明单一个体的生命进程。进化生物学和发育生物学都是极为复 杂和综合性很高的学科，两者联系也十分紧密，只有当我们掌握了广泛的生物学科相关知识， 才能对它们有一个正确和全面的认识。因此，为了加深自己的理解，我将我的着重点放到神 经系统的进化和发育上来，带有一些能对这两门学科＂窥斑见豹＂的目的。 我们知道，人类总是以其能创造先进科学文明，绚丽人文文化的＂思想＂而自居生物界 的贵族。当然，人类的骄傲都要归功于他独特而复杂的神经系统。那么，神经系统在生物界 中是何时才产生的？作为一个生物体，我们何时具有了＂思考＂的能力？我们分别从生物进 化和发育的角度来看待这些问题吧。 １. 神经系统的进化 （图１） 在这里，我们引入图１所示的进化树。 进化树上的分枝节点（共有 8 个）代表了神经系统进化过程中较有意义的事件，我们可 以从这些分枝节点处发现神经系统进化的由低级到高级，由简单到复杂的进程。 图中的进化关系是建立在对 18S 核糖体 DNA 的进化分析之上的。可以看到，图中最右 边的生物为领鞭虫（Choanoflagellates ），是被认为与多细胞生物最为接近的单细胞生物。这 类原生生物，只具有对环境简单的应激性而已，不具有神经系统。而神经系统进化的旅程， 是从海绵（Sponges）开始。图中分支点的数字含义为： 1) 神经细胞的出现 海绵（Sponges）中已经出现最原始的神经细胞，但这些神经细胞之前没有突出性联系， 也没有接受感觉和支配运动的机能。这些神经细胞非常的原始，功能和现代意义的神经细胞 差别很大。 2) 基底表皮神经网的出现 刺泡动物门（Cnidarians ）中，如水螅等动物在体壁的上皮细胞中分化出了带突起的神 经细胞，神经细胞分散在体内各处，交织成网，这个时候的神经系统属于弥散神经系统。 3) 梯状神经系统的出现 在有爪动物门（Onycophorans ）中，最为原始的天鹅绒虫（Velvet Worms ）中出现的神 经系统成梯状，这相对于简单的神经网，神经系统的组织复杂程度上升了 4) 脑神经节和第一第二触角神经节的愈合。 当生物体的神经元数不断上升时，神经元集合起来形成了神经节（ganglion ）。在多足纲 节肢动物（Myriapods ）中，如蜈蚣等生物的神经系统属于链式神经，触角是最主要的感觉 器官，而头部的三个神经节分别是视觉和行为，触觉，消化道的神经中心。而这些神经节已 经出现了相互愈合的情况，一定程度上造成了神经过程与行为控制的中枢化，神经系统进一 步集中。 5) 脑神经节和螯肢神经节的愈合 在节肢动物门螯肢动物亚门（Chelicerates ）中，以蛛形纲为代表的动物中，神经系统已 经高度集中。脑位于食道上方，由原脑和后脑组成。原脑有视觉中枢和视神经，后脑有神经 通到螯肢。原来位于脑部和腹部的大多数或全部神经节向前移，而与触肢节的食道下神经节 愈合。从这里我们可以看出，神经系统已经很明显地向头集中，并且脑已经开始变得复杂起 来。 6) 软体动物的四对神经节 较高等的软体动物（Molluscs ）有4 对神经节，各神经节间有神经相连。脑神经节（ce rebral ganglion ）位于食管背侧,发出神经至头部及体前部，司感觉；足神经节（pedal gangl ion ）位于足的前部，伸出神经至足部，司运动和感觉；侧神经节（peural ganglion ）发出神 经至外套膜及鳃等；脏神经节（visceral ganglion ）发出神经至各内脏器官。这些神经节有 趋于集中之势，有的物种的主要神经节集中