神经太大条是什么体验?皮氏枪乌贼:我有话说!

作者: 少侠小黄鸡

来源: 物种日历

发布日期: 2018-01-22

本文介绍了皮氏枪乌贼因其巨大的神经纤维在神经生物学研究中的重要性,以及其生物学特性和生活习性。

当我们调侃、感叹或者羡慕别人“神经大条”的时候,我们可能并没有意识到人类的神经纤维并没有太“大条”。虽然我们有粗大如坐骨神经的神经束,但它们都只是由大量神经纤维聚在一起组成的,单独的轴突纤维最粗的直径不过20微米——需要50根并行排列才勉强有1毫米宽,实在是和粗大扯不上关系。

什么样的神经才是好神经?虽然纤细,但是高效,神经纤维的尺度并不会对我们的日常生活带来任何困扰,但这却难坏了神经神物学家。要知道,关于兴奋在神经纤维内传导的实验,是需要将一根微电极伸入神经纤维内,一根连接在神经纤维表面,而且接入电极这件事情是不能破坏轴突的。

即使经过著名神经生物学家霍奇金(A. L. Hodgkin)和赫胥黎(A. F. Huxley)的改良,当时的电压钳技术也是没有办法测量这些直径仅20微米的轴突细胞的。好消息是,他们有皮氏枪乌贼。皮氏枪乌贼的神经纤维绝对足够粗大,粗大到连上个世纪中叶的实验设备都可以轻松应对。

皮氏枪乌贼的“巨大轴突”纤维直径足有1000微米——对,你没有看错,单一的神经纤维,直径1毫米(甚至不需要四舍五入)。看似粗大的玻璃毛细管,在这样的神经纤维上操作起来,也终于有了一些游刃有余的感觉。

1909年,时年34岁的美国比较解剖生物学家威廉姆斯(Leonard W. Williams)在解剖皮氏枪乌贼的时候意外发现了这一结构。虽然三年之后,年纪轻轻的他不幸死于哈佛大学的一场电梯事故,不过巨大轴突的发现,让整个神经生物学界都记住了他的名字。

1939年,霍奇金和赫胥黎在人类史上第一次记录到了神经电信号,当然,毫无疑问的,是枪乌贼巨大轴突里的电信号。虽然由于二战的耽搁,他们的论文延后到了1952年才正式发表,但这并不影响他们一举奠定电生理学的基础,并顺利地在1963年摘得了诺贝尔生理学或医学奖的桂冠。

皮氏枪乌贼(Doryteuthis pealeii)和之前介绍过的中国尾枪乌贼一样,都属于头足纲,枪形目,闭眼亚目,枪乌贼科。之所以叫“枪乌贼”,是因为它们的躯干大体呈圆筒状,后端逐渐变细,且两侧具有侧鳍,恰似长枪的枪头。

皮氏枪乌贼有三颗“心脏”:一颗接近身体的核心,通过前后两大动脉向身体的各处泵血输送氧气,另外两颗位于前者左右,靠近鳃的位置,专门负责向鳃泵血,以使静脉血能更高效地在鳃中进行物质交换,排出二氧化碳吸收氧气。强大的循环系统当然是为了高效地运动,它们的速度和机动性也的确为它们赢得了 "无脊椎动物运动员" 的称号。

皮氏枪乌贼也可以控制自己身体的颜色,它们的体色偏红,会在深红色到柔和的粉红色之间游移。这样的颜色转换,可以作为一种防御机制,还有可能是一种传递求偶信息的机制。

皮氏枪乌贼主要分布于北大西洋,从纽芬兰岛到委内瑞拉湾的近海海域都可以看到它们的身影,同时皮氏枪乌贼也是当地重要的渔业对象,被广泛用于食用和作为海钓用饵。当地人称之为“longfin inshore squid”,大概就是“长鳍乌贼”的意思。

皮氏枪乌贼会随季节迁徙,这和底层海水的温度有关。它们更喜欢温暖的海水,故而在秋末入冬时,向大陆架的边缘的较深海域移动,在春季和初夏返回近海,并在海床上进行繁殖。雌性皮氏枪乌贼一次可产200枚卵。刚孵化出来的个体吃浮游生物而较大的个体吃甲壳动物和小鱼。

没错,这就是真·神经大条的皮氏枪乌贼。有取笑它们的冲动?千万不要!如果没有它们的话,人类或许至今还无法理解什么叫做一个真正的“神经冲动”。

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