焦点短讯!昆虫有没有痛觉?

来源:科普中国

作者:高祺

审稿专家:殷海生(中科院上海昆虫博物馆)


(资料图片)

早在上个世纪,科学家们就已经开始研究昆虫是否能够感受疼痛了。可是想要回答这个问题,我们首先要明白什么是疼痛。

现代医学所说的疼痛,是一种复杂的生理以及心理活动,疼痛可以被分为两个部分,一个部分是因病或者刺激引起的难受的生理疼痛,而另一部分是因为创伤引起的心理疼痛。简而言之,疼痛是一种感受,这种感受并不一定依赖于当时正在发生的事件,也可以由过去经历过的类似事件引起。

回想一下小的时候去医院打针,当医生还没开始注射,仅仅在你身上涂上消毒液和酒精、碘伏的时候,我们就已经感觉疼痛想要躲避了,这就是基于创伤引起的疼痛。不要小看了疼痛,实际上疼痛对于我们来说意义重大,生理疼痛让我们对自己身体的损伤有所了解,当你身体上出现较严重的痛感时,我们就需要去医院做检查,并及时进行治疗。

心理疼痛还具有让人长记性的能力,比如当我们空手拿起热碗引起的痛觉,可以避免我们再次进行同样的行为,以减少对我们身体的损伤。可以说没有痛觉,人类死亡的几率将会大幅提高。既然疼痛是一种感觉,感觉是如何形成的?认真学习了生物的朋友一定依稀还记得,感觉形成需要感受器接受刺激,再由神经传递到我们的大脑皮层,最终在大脑皮层处形成了痛觉。

那么作为无脊椎动物的昆虫,其神经系统的基本构成与人类差不多,它们具有与我们结构相似的神经细胞,与我们脊髓功能相似的神经锁以及与我们结构不同,但功能相似的脑。从感受器的角度讲,昆虫还能感受到人类无法感受到的刺激,比如我们难以观察到的红外线、紫外线,还有一些我们无法辨别的气味。从神经系统硬件基础上讲,昆虫显然合格了,可是需要注意的是只具有神经系统,不意味着就能感受疼痛。

我们可能都知道,不少螳螂在交配后,雌性螳螂会将雄性吃掉;一些反应较慢的直翅目昆虫,即使受了伤,也依然会使用触角正常清理肢体,甚至在取食时被人触碰到伤口处也不会立刻逃走。这么看,昆虫似乎真的不知道什么是疼。

有人可能会说了,自己小时候捏住一只蚂蚱,它明明是会挣挣扎。昆虫对于外界的危险会有应激反应,但那不一定是因为疼痛。有科学家认为,昆虫的寿命很短,通常不过几十天到几个月,他们没有时间记住疼痛,并把这种记忆传递给后代。

意外的是,另外一些科学家通过对果蝇的一系列研究,发现给出了相反的结论。果蝇的外骨骼具有和人类感受痛觉相同的感受器,说明昆虫确实能对外界疼痛刺激作出反应,在切断果蝇一条腿后,检测出类似于人类炎症疼痛的神经信号。在断肢彻底愈合后,这只果蝇会比其他未受伤的个体更加在意与保护他的腿,这与我们前面提到的创伤引起的心理痛觉非常相似。还有研究机构拍摄出了用尖锐物刺激果蝇幼虫,其扭曲着身体逃离尖锐物的实验视频。

当然即使果蝇真的有痛觉,也不意味着其他昆虫也有。目前已记录的昆虫有超过100万种,占已知动物种类总数的2/3,而每年还有许多昆虫研究者们在发现新的昆虫物种。昆虫有这么多种,它们应对外界风险的反应,肯定不可能是完全一样的。

总体来看,对于果蝇等昆虫具有痛觉感受器,能产生某些对疼痛的应激反应。科学家已经给出了较为充分的科学依据。但是,前面我们提到的许多昆虫的特殊生命现象,比如雄螳螂为什么能毫无反应地被吃掉,依旧没有得到完美的解释。一些科学家猜测,某些昆虫可能具有阻断痛觉神经信号传导的功能,自动屏蔽了伤痛带来的不同感受。如果真的想解释所有昆虫的痛觉,可能还需要科学家们不懈的努力与研究。

既然科学现在还解释不通,那不如我们尝试用哲学来解释一下这个现象。不知道大家听说过色盲悖论吗?原题是,有一个人他有一种奇怪的色盲症,他看到的两种颜色和别人不一样,他把蓝色看成绿色,而把绿色看成了蓝色,但是他自己并不知道他和别人不一样。别人看到的天空是蓝的,他看到的是绿的,但是它和别人的叫法都一样;蓝色小草是绿色的,他看到的却是蓝色的,但是他把蓝色叫做绿色,所以他自己和别人都不知道他和别人的不同。那问题来了,怎么让他知道自己和别人不一样?

所以我们也可以设想一下,虽然昆虫能对痛觉刺激产生反应,但是他们所感受到的疼痛和我们感受到的疼痛一样吗?即使不一样,这些刺激依然能让昆虫产生趋利避害的本能,在大自然残酷的竞争中存活至今,成为世界上种类最丰富的类群。

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关键词: 神经系统 科学家们 大脑皮层

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