龙虾会感到疼痛吗?

2014-09-10 07:22文颖
大自然探索 2014年7期
关键词:科鲁兹寄居蟹黄蜂

文颖

一位科学家和一位海鲜大厨同时走进一间酒吧。科学家对厨师说:“我们有一个共同的兴趣爱好,那就是:我用甲壳类动物来搞研究,你拿它们做菜。”而厨师却只想从科学家那里知道一件事情:像龙虾这样的甲壳类动物,它们会感觉到疼痛吗?

每年,全球食品业会杀死数以十亿计的无脊椎动物,包括龙虾、鱿鱼、黄蜂等。与猪、鸡、鱼等脊椎动物不同,无脊椎动物是不受法律保护的。换句话说,法律上提及的“动物”是不包括无脊椎动物的。这种做法源自于人们长期以来的一个认识:无脊椎动物的神经系统非常原始,大脑也没有充分进化,因此它们不会感觉到疼痛。例如,龙虾在开水锅里挣扎不过只是一种应激反应,并非它们真的感觉到了痛苦。所谓应激反应,是指机体在突然受到强烈有害刺激(如创伤、饥饿等)时,血液中的促肾上腺皮质激素和糖皮质激素分泌增多,引起一系列抵抗有害刺激的反射反应。大多数生物都可根据不同的刺激水平产生应激反应。

不过,对于我们所熟悉的某些动物,我们还是心存怜悯。所有脊椎动物,从哺乳动物到鸟类,甚至包括鱼类,拥有与我们相似的组织结构和中枢神经系统。基于解剖学上的相似性,我们自然而然地认为,既然我们能感知疼痛,这些动物也应该能感知疼痛。例如,我们不小心踩到了一只猫的尾巴,它大叫一声,我们一定会歉意地想到:“我把它给踩痛了。”可是,一当涉及龙虾、螃蟹、鱿鱼和黄蜂等,这种想法多半就不存在了。

那么,仅仅因为“有无脊椎”这个条件,我们就可以差别对待无脊椎动物吗?随着越来越多的相关研究证据的出现,科学家开始重新思考这个问题。

疼痛并不是应激反应

大多数生物可根据不同的刺激产生相应的应激反应。在动物王国里,从人类到果蝇,一种称之为“伤害性感受器”的特殊感受器被科学家发现,这类感受器能感应过高温度、有害化学物质,以及机械性伤害(如破碎或撕裂)等。但是,当动物对某种我们认为是疼痛的事件作出应激反应时,并不意味着动物就处于疼痛当中。例如,研究发现,当寄生黄蜂将产卵器插入果蝇幼虫时,果蝇幼虫就会将身体蜷缩起来,这个动作会促使黄蜂将产卵器从果蝇幼虫体内抽离出来。但是,果蝇幼虫的反应只是简单的反射,反射信号并没有被传递到大脑,或者说反射信号绕过了与疼痛感知相连的神经系统。就像我们的手被烫到时,我们会立刻将手缩回,但这只是一种应激反应,而疼痛则要等到信号传递到大脑之后才开始发作。

那么,我们怎样才能知道动物是否正在承受疼痛呢?疼痛是很难测试的。我们能感觉到疼痛的存在,但当我们处于疼痛之中时,其他人也只能从我们的口中得知。然而动物不可能亲口告诉我们:“我觉得痛。”为此,美国科学家埃尔伍德做了大量实验,希望搞清楚虾、蟹等无脊椎动物能否感知痛苦。

埃尔伍德在明虾的触角上涂上乙酸,结果发现明虾开始用前足以一种复杂且长时间的运动来梳洗被处理过的触角。但在他对明虾的触角预先施行局部麻醉的情况下,这种梳洗活动就不再出现了。

他对一只寄居蟹身体的某个部位进行瞬间电击,结果发现它用大大的蟹钳在那个点上长时间地反复刮擦。然后,他切除了寄居蟹的一只蟹钳,结果发现它用另一只蟹钳做出了擦拭伤口的动作。他还发现,寄居蟹为了够到难以接近的伤口,会竭力地扭曲自己的四肢。

他把河蟹放进有强光照射的水槽中,并在水槽中放置了两个“庇护所”。河蟹在白天喜欢躲起来,所以它们在强光照射下会选择待在“庇护所”中。然后,他对那些躲进“1号庇护所”的螃蟹施以电击,迫使它们从那里逃了出来。经过两次这样的试验后,被电击过的河蟹不再进入“1号庇护所”,转而选择“2号庇护所”。

埃尔伍德认为,以上这些复杂行为都不是单纯的应激反应。

最后,埃尔伍德还想弄清楚一个问题:对人类来说,我们会竭尽全力地避免疼痛,但如果疼痛能为我们带来足够大的回报,我们也会本能地选择去忍受它。例如,为了不受牙痛的长期折磨,我们会强忍牙医的电钻。那么,对甲壳类动物而言,它们能忍受疼痛吗?为了回答这个问题,埃尔伍德对居住有寄居蟹的贝壳施以电击,结果寄居蟹都弃壳而出。不过,拥有良好贝壳的寄居蟹往往会在受到更大的电击后才逃离贝壳。这表明,为了保有自己良好的住所,寄居蟹是能忍受疼痛的。

头足类动物也会感到疼痛

头足类动物(如鱿鱼和章鱼)也会感觉到疼痛吗?美国科学家家萝宾·科鲁兹提出了这样的问题。

科鲁兹发现,头足类动物也拥有伤害性感受器。她对章鱼的研究发现,章鱼表现出了大多数我们在脊椎动物中所能观察到的与疼痛相关的一些行为,例如梳洗和保护身体受伤的部位。每当她碰触到章鱼受伤的部位时,与碰触身体其他部位相比,它们会喷射墨汁并快速游开。

科鲁兹的研究还发现,乌贼感受到的疼痛可能与章鱼有所不同。当乌贼的鳍被压碎后,受伤部位的伤害性感受器会被激活,然后迅速蔓延至身体其他很多部位,最远能延伸至反方向的鳍。这表明,一只乌贼受伤后,它并不能准确地定位受伤的部位,它会觉得浑身上下都痛。

虽然科鲁兹还不能确定乌贼为什么会这样,但她认为这对乌贼来说是有意义的。乌贼不像章鱼,它们的触手够不到身体的许多部位,所以就算知道伤口在哪里,也无法自己照料伤口。但是,与章鱼相比,受伤的乌贼对触觉和视觉刺激更加敏感。科鲁兹认为,乌贼的代谢速度很快,这迫使它们需要不断地移动并捕食,而全身高度的敏感性或许能让它们变得更机敏、更谨慎。

昆虫也许没有进化出疼痛感觉

甲壳类动物的神经元数量以几十万计,如果它们能感到疼痛,那果蝇呢?要知道,果蝇的神经系统与甲壳类动物相似。

果蝇是我们已知的具有伤害性感受器的动物。其他昆虫很可能也是。例如,蜜蜂在被施予麻醉或不施予麻醉时,对电击的反应是不同的。昆虫似乎也拥有规避有害刺激的能力,那它们也能感受痛苦吗?

长期研究寄生黄蜂的大脑和学习行为的荷兰科学家汉斯·斯密德认为,昆虫是不会感到疼痛的。和埃尔伍德一样,斯密德对于疼痛的兴趣始于一个简单的问题。几年前,一位来访的记者在看到他随意压扁从笼子里逃出来的黄蜂时十分惊讶:他为什么那么热衷于伤害动物?

斯密德坚信昆虫没有与疼痛相关的行为,它们的行为属于比较简单的串联反射和先天反应。例如,一只昆虫的腿受伤了,它不会试图去梳洗或保护其余的肢体。即使在极端情况下,昆虫也没有表现出痛苦的迹象:一只螳螂正在吃一只蝗虫,而当研究者打开蟑螂的腹部时,发现蝗虫仍然在摄食,即使它正在被吃掉。

疼痛的进化意义

上述研究得出了一个惊人的结论:地球上许许多多的无脊椎动物(地球上大约98%的动物都属于无脊椎动物)正在经历着多样的痛觉体验。但是,这个话题仍然存在争议。一个重要的担忧是,如果说“有无脊椎”不再是区分脊椎动物和无脊椎动物的界线,那么,这条界线应该重新划分在哪里呢?

考虑到大脑的相对大小,果蝇和寄生黄蜂算得上昆虫界的天才。但是,由于神经元会消耗掉大量的能量,进化压力会促使大脑尽可能地保持紧凑。斯密德认为,除非昆虫有充分的理由,否则它们不会为感知疼痛而发展出足够大的大脑。他说:“我没有看到有任何进化优势可以让昆虫去维持一段复杂的情感系统,而痛觉就是情感系统中的一个组成部分。”

埃尔伍德也同意这是一种有用的界定方法。他说:“从进化的角度看,唯一让疼痛有意义的,是它能提供长期的保护。”疼痛为动物提供了一种额外的、难忘的、关注受伤来源的方法,这可以帮助它们在未来规避这些伤害。如果动物的寿命不足以长到从中受益——与大多数昆虫一样——那么疼痛就没有任何意义。

最终,我们面对的是意识问题。就像所有主观经验一样,疼痛是每个个体的“私有物品”,我们所能做的只是进行有根据的猜想。不过,在埃尔伍德和科鲁兹的实验室里,人们对待无脊椎动物的方式已经改变:用尽可能少的动物,并且让潜在的痛苦程度降到最低。现在,他们正推动别人也这样做。成果已经开始显现:在世界上的一些地方,至少已有人提议立法来保护甲壳类动物。

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