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魚類要進化多久,才能知道漁線上的肉其實是一個陷阱?

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先說結論:可能已經進化出來了。

面對天上掉下來的林妹妹,哦不……餡餅,不知道多少人類成了被釣的魚。

在誘惑面前,人和魚恐怕沒啥區別。

首先,我們必須肯定的是,作為具有高級中樞的魚類,是能夠在長期被釣的過程中,產生復雜條件反射,從而對食物、魚鉤、魚線、人影、魚竿等陷阱特征,產生高度的警覺。

所謂麻雀雖小,五臟俱全:



魚類的腦,和人腦一樣,具有端腦(大腦)、間腦、中腦、小腦、延腦等五個基本結構。

只不過人腦從胚胎早期,就把間腦和中腦高度壓縮,基本上變成信號中繼、整合、投射的樞紐。



而魚類的大腦,視葉為核心的中腦,是五個腦區中最大的,為最高級的腦區。

最前面的結構是嗅葉,端腦(大腦)正是在它的基礎上發展而來的。

為什么我要說這些呢?

因為,無論是魚類的大腦功能基礎,還是我們倔強的“賀強”們的實戰經驗,都證明了魚類在面對釣魚陷阱這一件事情上,產生的高等條件反射,是能很有效的幫助它們,避免落入陷阱,從而被“賀強”們釣上岸的。



所以這個問題,就變成了兩個問題:

1、魚類究竟能不能【意識到危險。

2、魚類究竟能不能知道【自己】身處危險,并能知道【自己】的行為是在回避危險。

第一個問題,其實可以歸納成,魚類究竟有沒有意識。

畢竟條件反射≠意識。

如果這個問題能解決,其實題主的問題也已經能解決。

至于第二個問題,則是相當于問,魚類有沒有自我意識。

雖然這個問題,并未被提問所包含,但最后我們可以一起來探討下。

關于魚類是否有意識,先說結論:

并沒有公論。

有的研究者認為有,有的研究者認為沒有。

但現在出現支持魚類有意識的研究,已經越來越越多。

認為沒有的理由其實很簡單,魚類沒有新皮層。

當然,沒有新皮層就沒有意識的觀點比較老了,現在基本可以認為已經被推翻。

烏鴉等鳥類,具有發達的舊腦皮,不少研究都表明,它們同時具備比較發達的意識和自我意識[1]。



由于鳥類大腦主要是舊皮層,過去也認為它們不聰明,沒有意識,但現在的研究基本上顛覆傳統看法。鳥類皮層高度集中,而且具備類似于哺乳動物新皮層的功能[2]。



在新皮層是產生意識的基礎被推翻后,于是另外一個傳統觀點開始變得更加深入人心:

大腦皮層,是產生意識的基礎。

當然,這個觀點也并不是所有研究者都認同。

甚至有研究者提出,脊椎動物的初級意識早在寒武紀時期,就已經起源[3]。



最早的脊椎動物昆明魚,一般認為它們具備了最早的五腦結構

所有的脊椎動物都有相同的神經系統淵源[4]。

雖然寒武紀時期的動物不可能存在新皮層,但它們的大腦卻有除嗅覺之外“高等”脊椎動物的端腦結構。

例如,它們存在以下類似的腦區結構:用于選擇和維持行為動作的紋狀體,用于情緒的杏仁核和其他邊緣結構,以及用于形成記憶、空間導航的海馬。

從進化淵源來說,人類的情緒、情感功能是一脈相承的,同時會對我們的意識功能產生影響。

在只有原始中樞神經的文昌魚中,存在大量簡單無意識反射(例如光動反應、反射性撤退)。面對復雜的環境,無意識的反射是機械的。



寒武紀時期,早期脊椎動物生活在食物鏈的底層,這就迫使部分活下來的種群,感官中樞變得越來越復雜,并逐漸出現了整合各類感官,以應對復雜環境的能力。

本質上來說,杏仁核和其他邊緣結構雛形的產生,是長期生境壓力下的結果,是面對環境更加積極的反應。

但我們知道,遇到危險時生死存亡僅僅在一瞬間,如果僅僅依靠情緒中樞產生的激烈應激,出錯率會大大增加,反而可能影響生存。

也就是說,需要一個更加“理智”的結構,來調整情緒行為。

這或許正是意識的起源。

一般來說,意識是大腦的一種神經生理功能,是整個大腦高級中樞進行信息整合時所產生的。

嚴格點來說,其實從來沒有任何確切的研究,能支持意識僅僅產生于大腦皮層。

但如果整合才是意識產生的必要,魚類是有類似生理基礎的。

中腦中有一個叫做四疊體(頂蓋)的結構。

這個結構在人類大腦中僅僅只是視覺的中繼站。



但它卻是在非鳥和非哺乳脊椎動物腦中十分發達,前文已經提到,它的前身正是魚類的視葉。

頂蓋不僅是非哺乳脊椎動物的主要感覺部位,它的層狀組織,也能有效且廣泛地整合來自不同感官的同構輸入。

從某種意義上來說,中腦(視葉)是原來的大腦,只不過后來更上層的嗅葉具有天時地利的優勢,最終發出出了大腦皮層,從取代了中腦,中腦權限被剝奪了,才最終從話事人,淪落為傳話筒。

動物大腦的進化過程,我不僅聯想到了中國古代的政治制度發展——從寒武紀時期的嗅葉到二疊紀的大腦,莫過于從秦漢的尚書到隋唐的尚書令,終究是一場權利的游戲。

七鰓鰻(昆明魚與其處在相同的脊椎動物進化樹基部)是現存最為原始的脊椎動物,它們擁有真正的眼睛。

它們的腦區擁有視覺、嗅覺、體感和其他感覺所有必要區域和神經分層路徑。

這些信息整合在一起,能產生注意力、知覺、神經同步和記憶。

所有這些元素,都被認為是意識形成所必需的。

因此,有研究者認為,丘腦-頂蓋間的互相聯系,可以多模態同構感覺表征,七鰓鰻至少存在感官意識。

當早期魚類進化為合弓綱(類哺乳動物)和蜥形綱爬行動物 ,背側大腦皮層逐漸增大,并成為感覺意識的主導中心。

對于鳥類和哺乳動物來說,感覺意識的中心從中腦(視頂蓋)轉移到了大腦皮層,從而擴展和豐富了意識體驗。

只不過鳥類和哺乳動物分別采取了不同的發展策略:

鳥類采用了高度集成式的舊皮層,而哺乳動物則采用了多核并聯的新皮層。

縱觀所有的研究,我們不難發現,意識存在的最核心基礎是感官的整合。

只要感官系統足夠的發達,并擁有整合能力的腦結構,那就有誕生的意識的條件。

大腦皮層可能是一個充分條件,而非必要條件。

意識能力的高低,則可能同時取決于感官和整合能力。

除了脊椎動物外,節肢動物和軟體動物的意識研究也并不多,但從信息整合的角度,我們或許有更多的啟迪。

從我個人來說,我認為魚類是可能具有淺層意識的,是能意識到危險和陷阱的。但可能會類似于我們半夢半醒狀態。

當然,如果我們依據保守的觀點,還是認為,具有大腦皮層才能產生意識。

那么,我們可以看一下進化枝上的時間。

預估一下,魚類多長時間才能進化到知道魚線上吊著一塊肉其實是一個陷阱。



最新的一些研究認為,大腦皮層在5億年前就已經開始起源,到3億年前四足動物進化出合弓綱和蜥形綱時,正式標志著大腦皮層的出現。

魚類登陸,一般認為在4億年前之后。

依據地球上現成的進化案例,我們可以下這樣一個結論:

如果需要大腦皮層才有意識的話,對于水里隨機發現的一條魚,如果提供合適的進化條件,它們可以用1~2億年的時間,進化到知道魚線上吊著一塊肉其實是一個陷阱。

不過,生物進化的本質上是一個淘汰的過程,如果沒有什么生境壓力,進化會十分的保守。

所以,對于這個結論,我們還需要補充一句:

如果不存在進化壓力,它們可能永遠也不會進化出意識,永遠不會知道魚線上吊著一塊肉其實是一個陷阱。

最后,我們再討論一下,魚類有沒有自我意識的問題。

目前最為“權威”的檢測自我意識的方式,是鏡子測試。

1970年,生物心理學家戈登·蓋洛普發明了鏡子測試(mirror test),通過在動物身上不可見的部位(例如額頭)涂抹相應的斑點,來觀察并判斷,動物是否會意識到斑點是在自己身上,從而判斷動物是否存在自我意識。

蓋洛普首先發現黑猩猩能通過鏡子測試[5]。



后來,大量的研究者也通過相似的研究測試其它的動物。

經過30年的時間,人們發現,除了黑猩猩等類人猿外,鴉類、大象、鯨類都能認識鏡子中的自己。因此,這些動物一般被認為存在自我意識。

通過對人類嬰兒進行鏡子測試,研究者發現,人類嬰兒通常要到1~2歲才能認識鏡子中的自己[6]。雖然鏡子測試本身具有一定的缺點,但從人類嬰兒的認知發展來看,自我意識是一個不斷發展的過程。

目前來看,能通過鏡子測試的哺乳動物,大多擁有很高的腦化指數,它們一般具有數歲兒童的智商,擁有豐富的情感能力,它們富有同情,能感知快樂和郁悶。

進入21世紀,越來越多的科學家支持高等動物存在意識。

2012年,眾多的神經生物學家和認知科學家簽署了《劍橋意識宣言》[7]:

大腦皮層的缺失,似乎并不妨礙生物體驗情感狀態。大量的研究表明,非人類動物具有意識所需的神經解剖學、神經化學,以及神經生理學基礎,并能表現出有意識行為。因此,充分證據表明,產生意識的神經基礎并非人類獨有。非人類動物,包括所有哺乳動物、鳥類,以及章魚等其它動物,都擁有產生意識的神經基礎物質。

時間到了2019年初,一份研究卻一石激起千層浪:

有研究者對裂唇魚進行鏡子測試,發現它們竟然通過了[8]。



雖然螞蟻也能通過鏡子測試[9]的研究充滿爭議,但裂唇魚這個并沒有什么爭議。

有人認為,可能裂唇魚和黑猩猩一樣,和人類2歲嬰兒一樣聰明。也有人的表示,可能鏡子測試并不能和自我意識完全對應。

但其實,如果我們拋開,大腦皮層是意識基礎的成見,僅僅從信息整合與意識的對應來看。

意識可能是一個不斷發展的過程,它是從魚類開始起源,然后根據腦功能的轉移而發生了轉移,并且變得越來越發達。

自我意識是否產生,可能和意識的強弱無關,或許需要特殊的條件。

例如,與人類智慧發展高度相關的鏡像神經元,也同樣在猴子和鳥類中被觀察到[10]。鏡像神經元對于理解他人的行為,以及模仿學習十分?的?重要。

或許包括裂唇魚在內的所有通過鏡子測試的動物,大腦內可能具有某些相同或者相似的結構/特征。在沒有弄清楚真相的情況下,并不能完全肯定或者否定某些觀點。

總的來說,依據目前的所有研究,以及《劍橋意識宣言》上諸多科學家的共識。

我們有理由相信,魚類是有可能迷糊地知道魚線上布置的是陷阱。但由于它們的情緒中心和皮層都還僅僅只有雛形,因此它們很難抵抗住誘惑。即便被鉤后,還可能再次回來。

其實哪怕自詡為擁有高度發達大腦的人類,面對詐騙誘惑,何嘗不也有【無法自止】的行為呢?

參考

  1. ^Güntürkün O. The avian ‘prefrontal cortex’and cognition[J]. Current opinion in neurobiology, 2005, 15(6): 686-693.
  2. ^Jarvis ED, Güntürkün O, Bruce L, Csillag A, Karten H, Kuenzel W, Medina L, Paxinos G, Perkel DJ, Shimizu T, Striedter G, Wild JM, Ball GF, Dugas-Ford J, Durand SE, Hough GE, Husband S, Kubikova L, Lee DW, Mello CV, Powers A, Siang C, Smulders TV, Wada K, White SA, Yamamoto K, Yu J, Reiner A, Butler AB; Avian Brain Nomenclature Consortium. Avian brains and a new understanding of vertebrate brain evolution. Nat Rev Neurosci. 2005 Feb;6(2):151-9. doi: 10.1038/nrn1606. PMID: 15685220; PMCID: PMC2507884.
  3. ^Feinberg, Todd E, and Jon Mallatt. “The evolutionary and genetic origins of consciousness in the Cambrian Period over 500 million years ago.” Frontiers in psychology vol. 4 667. 4 Oct. 2013.
  4. ^Baker C . Neural Crest and Cranial Ectodermal Placodes[J]. Springer US, 2005.
  5. ^Gallup, GG Jr. (1970). "Chimpanzees: Self recognition". Science. 167(3914): 86–87.
  6. ^Beulah Amsterdam (1972). "Mirror self-image reactions before age two". Developmental Psychobiology. 5 (4): 297–305
  7. ^Mcdermott K . The Cambridge Declaration on Consciousness in Non-Human Animals.
  8. ^Cleaner wrasse pass the mark test. What are the implications for consciousness and self-awareness testing in animals?
  9. ^ARE ANTS (HYMENOPTERA, FORMICIDAE) CAPABLE OF SELF RECOGNITION?
  10. ^Keysers, Christian (2010). "Mirror Neurons" (PDF). Current Biology. 19 (21): R971–973.

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