转自公众号：攀缘的井蛙

长久以来，动物主要依靠刻录在DNA上的遗传程序，通过合成化学物质来调节自己的身体，应对外界的刺激。但是自寒武纪之后，面对更加复杂和险恶的内部和外部环境，古老的化学调节越来越力不从心了。

寒武纪的抚仙湖虫（Fuxianhuiid）拥有原始的脑和链状神经节，控制身体的各种活动（图片来源：［1］）。

动物的身体结构日益复杂，各种新的组织和器官相继出现，如何组织和协调它们的工作摆在了动物们的面前：两侧对称的身体要保持平衡，方向感必不可少。包裹消化道的肌肉需要根据有规律地蠕动，把食物运送到下一个消化环节。各种腺体分泌的消化液要在适当的时机注入。鳃叶要在水流中摆动，完成气体交换。一些血管的膨大部分开始有规律地涨缩，把富含氧气的血流泵到全身。排泄系统的管路收集各种代谢废物排出体外。还有生殖系统的各种复杂运作。

外界环境更加繁杂：各种光影图像传递到新演化的眼睛中，需要立即做出反应；表皮和触角感知到了水压和振动；溶解在水中的化学物质预示着食物，配偶和天敌就在附近；温度，日照和潮汐的变化是重要的信号，一旦失误就会错过最重要的繁殖聚会。

内外交加的压力，促使动物们装备更加快速和高效的中枢调节系统。

改良版神经系统应运而生。

另一种寒武纪的动物刺钳里拉虫（Lyrarapaxunquispinus，下右）和现代栉蚕（下左）头部的神经系统对比。对应位置的神经节表明刺钳里拉虫的螯肢和栉蚕的触角起源（图片来源：［2］）。

二胚层动物的神经系统只是一些神经细胞连接形成的简单网络，相互间没有层级关系，一点受到刺激，整个都会做出收缩反应，真正是牵一发而动全身。这种简单的反应机制可以应付固着和随波漂流的生存方式，但当动物开始主动运动，觅食和求偶，网状神经的性能就不堪重负了。

在神经网的基础上，两侧对称动物整合了神经元的分布，从梯状神经系统发展到链状神经系统。建立了层级系统，特定功能的神经细胞聚合成神经节（ganglia），并行处理各种感觉系统捕捉到的信息，做出简单的决策发送给对应的肌肉群。这样一来，信息处理的能力和应对刺激的效率大为提高。

形态各异的动物神经系统。（图片来源自网络）

由于感觉器官和口部附肢都集中在头部，为了处理复杂的视觉，触觉和嗅觉信号，完成吞食运动，在头部形成了最膨大的神经节群。各种功能不断整合，这些神经节也逐渐合并，最终演化成神经系统的最高中枢——脑。

抚仙湖虫的头部集中了触角（嗅觉和触觉），眼睛（视觉）和口部附肢（味觉和咀嚼运动），这些功能由不同的神经节完成，并在未来愈合成脑的不同部分。（图片来源：［1］）

神经节和脑的形成，赋予动物强大的感知和调控能力。发达的神经系统不但可以捕捉和处理环境的信息，控制身体行动和应对，调节激素的合成，指导发育和繁殖。更在遗传信息之外建立了另一套数据存储系统，动物们开始具有记忆和学习能力，行为更加复杂和高效。为今后征服更加广阔的世界奠定了基础。

看似柔弱的栉蚕（有爪动物门）实际上是凶猛的肉食动物，一些种类甚至有社会化行为。它们的样子非常像5亿年前漫步在寒武纪海洋中的祖先。

地球名片

生物分类：动物界－有爪动物门

存在时间：起源时间不明至现代

现存种类：约200种

化石种类：不明

生活环境：陆地

代表特征：蠕虫状身体，不分节，有附肢，气管呼吸

代表物种：栉蚕

参考文献

［1］Jie Yang, Javier Ortega-Hernández, Nicholas J. Butterfield, Yu Liu, George S. Boyan, Jin-bo Hou, TianLan & Xi-guang Zhanga, Fuxianhuiid ventral nerve cord and earlynervous system evolution in Panarthropoda. Proc Natl Acad Sci U S A. 15 Mar 2016; doi: 10.1073/pnas.1522434113

［2］PeiyunCong, Xiaoya Ma, Xianguang Hou, Gregory D. Edgecombe & Nicholas J.Strausfeld. Brain structure resolves the segmental affinity of anomalocarididappendages. Nature, 16 July 2014; doi: 10.1038/nature13486

【地球演义】第三十三回 七种武器：神经节

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