这篇文章没有任何毛毛虫的图片,放心点进来,没有任何会令你感到不适的内容。
童年对我们每个人都至关重要,对动物也是。只不过,即使我们从小婴儿逐渐成长为成年人,也仍然会记得自己小时候的很多事情,再加上照片和家人朋友的描述,重新唤起那些记忆并不难。那么动物呢?没有照片和家人协助的它们,会记得自己的过去吗?
这就要看你指的是哪方面的记忆了。
有些动物在长大的过程中,会经历一个众所周知的蜕变过程——变态。这是一种非常奇特的自然现象,它在生物学上是指个体生命周期中,从幼体阶段到成体阶段,在形状、结构或两者同时发生的令人印象深刻的转变。
有些变态的例子很微妙。例如海星,它们会在对称性上发生变化,从幼虫的轴对称转变为成年的径向对称。虽然除此以外还有其他一些变化,但总的来说,不管是年幼的海星还是它们的成体,都跟出生时一样属于水生生物。
可有些动物却会经历一番戏剧性的变化,让人几乎无法辨认出它小时候的样子。它们的变化太大了,以至于在这两个阶段分别被冠以不同的名字。水生的蝌蚪变成半水生的青蛙,虽然也是同一种动物,只是处于不同的生命阶段,但你如果不是事先知道,绝不会把它们联想在一起。
而话说回来,从毛毛虫到蝴蝶,这种动物不仅变得面目全非,还长出了一张引人注目的翅膀!原本像蜗牛一样缓慢爬行的动物,长大后竟然能够像鸟儿一样自在飞舞,不可不谓之是大自然最非凡的壮举,也怪不得令诗人和科学家着迷。
总有你不知道的事,其实从一出生开始,毛毛虫就注定要变成蝴蝶,它所有的细胞都知道这一点。即使是弱小的幼虫,也会有一组被称为成虫盘的细胞,在这些细胞中像翅膀、触角、生殖器和腿这样的成虫结构,早就已经被设定好。
然而,毛毛虫产生的大量保幼激素阻止了这些细胞的过早发育。毛毛虫的工作就是觅食。在进食的过程中,为了达到一定的体型,它的肌肉、内脏和其他内部器官会得到发育。在之前的那段时间里,成虫盘会处于抑制状态,不活跃。
当毛毛虫长到特定大小时,它体内的保幼激素浓度就会很低。然后,蜕皮激素在这个阶段爆发,使毛毛虫退出幼虫阶段。毛毛虫蜕皮,露出坚硬的外壳,即是成茧。蝶的成虫盘与蝶蛹的发育过程是同步的,并逐渐发育成为蝶的特征。
当体内没有保幼激素时,蜕皮激素就会再次释放,从而引发一只美丽的蝴蝶从茧中出来。蝴蝶会飞出去交配并产卵,继续它的生命周期。
很长一段时间以来,科学家们认为毛毛虫在蛹里变成了又肥又软的糊状物,然后又重新变成了蝴蝶。人们相信,是能够分解组织的酶,比如胱天蛋白酶,被释放出来,溶解了蝴蝶不需要的毛毛虫组织,特别是肌肉和肠道细胞。
因为蝴蝶只需要生存到交配阶段,所以肠道的大小和结构会大大减少,它们更需要的是,又新的肌肉细胞产生来支持从爬行到飞行的转变。
但是,现在已经发现,与之前的观点相反,蝴蝶并没有被完全重建,而是被看作是一种重塑的毛虫。CT成像显示,一些关键结构保持相对不变,只是为了使新机体更有效而做了一些调整。
例如,昆虫呼吸时所通过的气管是不受影响的,因为它们是呼吸所必需的。这些呼吸管会变大,为身体提供更多的氧气,因为飞行比行走消耗更多的能量。
然而,当涉及到大脑时,情况就变得更加复杂了。大脑是由许多不同的部分组成的,因此很难确定哪些部分在茧中发生了改变。
有些研究会通过直接惊吓毛毛虫来证明它还能保持记忆力,通过对它们进行训练,让它们厌恶和避开酒精的气味,只要它们闻到这种气味,就会受到轻微的电击。随后,研究者将毛毛虫放在一个Y形管的底部,该管的一边有酒精气味,另一边没有气味。78%的幼虫会从有酒精味的那边爬到没有气味的一边。
一开始,在毛虫变成蝴蝶后,这种条件作用就消失了,但令人惊讶的是,当在幼虫周期的后期进行这种训练时,这种对酒精的厌恶还保留了下来。其中77%的蝴蝶在蜕变后被重新引入Y形管时,仍会沿着有新鲜空气的管道滑下。
该研究证明,负责味觉、嗅觉、记忆和学习的神经组织在变形过程中保持完好。解剖学证据也支持这一发现。蘑菇体是昆虫大脑中成对的结构,在幼虫阶段,蘑菇体负责用触角品尝食物,同时影响学习和记忆。在成年阶段,则不仅负责品尝和学习,还负责“嗅”。
因此,它们可能在痛苦的电击刺激和酒精的“味道”之间建立了一种联系。由于蘑菇体对生物体的生存非常重要,它们大部分未被修改,而大脑的其他部分可能会被修改以适应新的身体。因此,成年蝴蝶保留了电击刺激和酒精之间的关系的知识。
值得注意的是,毛毛虫和蝴蝶等昆虫的记忆与人类的记忆非常不同。昆虫的记忆仅限于生存问题,比如什么好吃什么不好吃,我应该远离什么还是朝着什么飞去。
所以,蝴蝶虽然不能记住它们作为毛虫时的形态和个人经历,但它们却能够记住在幼虫时期学到的危险或不可食用的食物,这被称为恐惧条件反射,是一种严格的生物性的记忆,与人类当然不同。