你捏死的虫子会痛吗?

来源:科普中国发布时间:2018-11-05

你的食物,能否感到痛?

  记得今年年初的时候出了一个新闻,瑞士有关部门宣布,烹饪龙虾和螃蟹时将其活煮将属违法行为,杀死龙虾之前需先将其电击至无意识。因为这些食物会感觉痛…… 

(图片来源:twitter 

  我相信大多数人听到这个消息的时候,第一个反应就是黑人问号脸,这是可以理解的,因为有谁会在乎食物的感受呢? 

  对瑞士发布的这个法规暂且不做评价,其背后的研究发现还是值得科普一下的: 

  小龙虾还有其他一些低等的无脊椎动物会痛吗? 

    

  什么是疼痛? 

  早在古希腊时期,人们就一直探索什么是疼痛,关于什么是“痛”,有西方医学奠基人之称的希波克拉底在其鸿篇巨著《希波克拉底全集》中上千次描述到疼痛;柏拉图和亚里士多德认为疼痛和快乐一样,只是一种情绪,完全是心理上的,就和愤怒、忧伤是一回事,和身体本身关系不大。 

亚里士多德对疼痛的定义(图片来源:wordpress 

  随着技术的发展,关于疼痛的解释变得科学起来。1968年疼痛处理专家马戈·麦加费利首次提出一个在护理学界普遍使用的定义: 

  一个人说感到痛,这就是痛;他说痛仍在,痛就仍在。 

  后来,国际疼痛研究协会(IASP)将其定义为: 

  “令人反感的感觉和感受,会实际带来或可能带来组织伤害。” 

  疼痛不仅仅是神经上的刺激。事实上,IASP指出,一些患者在感知到疼痛的时候,实际上并没有遭受身体上的损伤或刺激。  

  疼痛更是一种主观的情绪体验,是一种对不愉快刺激和过去糟糕经历影响的反应。 

    

  虫子对伤害的感官反应 

  虫子虽然是无脊椎动物,但也有着属于自己的神经系统,不然怎么感知到外面的环境呢? 

  昆虫的神经系统联系着体壁表面和体内各式各样的感觉器和反应器,它们的神经系统也是昆虫的信息通讯系统和整体控制系统。 

(图片来源:昆虫嗅觉系统结构与功能研究进展 昆虫学报) 

  但是它们的神经系统与高级动物的神经系统有着很大的差别。最明显的差异是,假如哪只小虫子不幸失去了头部,那它在一段时间内还是可以爬行,甚至是做出各种高难度动作。人类的神经系统基本是由大脑决定的,失去了大脑就失去了对身体的控制。然而虫子的神经系统并不一定由大脑全权控制,而是被遍布全身的神经节调节。 

  中学的生物知识告诉我们,我们人类感受疼痛,首先通过疼痛感受器(伤害感受器)感知,然后通过我们的通过我们的脊髓,向大脑发送信号。在大脑内,丘脑将这些疼痛信号引导到不同的区域进行解释。皮质记录疼痛的来源,并将其与我们之前经历的疼痛进行比较。最后,边缘系统控制我们对痛苦的情绪反应,使我们哭泣或者产生愤怒的反应。 

(图片来源:theosteopath.net 

  昆虫虽然有神经系统,但并没有高级动物才有的、负责将负面刺激转化为情绪体验的神经结构。 

  不过科学家并没有下定论。在果蝇身上,科学家发现了瞬态电压感受器阳离子通道,子类A,成员1(简称TRPA1),这是一种之前在哺乳动物身上发现的化学感受器,简单来说就是痛觉的感受器。这种感受器可以除了感应机械压力的作用,还会对辣椒素(所以辣是一种痛)、异硫氰酸盐(芥末辣)等化学物质起反应。 

  当然这种感受器是否在每一只动物身上都有,还是不大确定的,至少面粉虫体内也有,换句话说它也可以感受到这种痛带来的伤害。 

面粉虫(图片来源:pixabay 

  虫子对伤害的认知反应 

  俗话说,“一朝被蛇咬,十年怕井绳”,这就是一个简单的对伤害的认知反应,我们会从过往的痛苦经历中学习,改变我们的行为来避免它再次发生。我们不是天生就知道做出某件事可能会导致伤害的发生,小时候好奇的你也许会触碰一个正在加热的火锅边缘,不知道它有多烫,被烫得瞬间缩手的你,马上会将该体验和疼痛联系起来,再也不会想去碰火锅的边缘了。很明显,疼痛在高级动物中起到了进化的作用,不怕痛的都死绝了。 

  但是,虫子这种低级生物,它们的行为很大程度上取决于遗传,并不依靠学习,虫子的一举一动会被基因预先编程为某种方式表现。因为虫子的寿命很短,它们没那多时间来学习避免疼痛的行为,它们会尽量避免疼痛的经历。 

  不同动物感受不同痛觉的感受器并不一样,还是先说我们大名鼎鼎的果蝇,如果你用一根棍子去戳果蝇幼虫,它会马上滚到另一边,让棍子不再碰到它,很明显果蝇是会避免伤害的。 

(图片来源:UT Health Science Center San Antonio in Dr. Benjamin Eaton's lab 

  小龙虾也会有类似的逃避机制,比如对高温烹煮带来的伤害,它们会马上作出反应,但是它们却不怕干冰升华的过程带来的痛(干冰升华要吸收大量的热,带来的“烧伤”的痛觉会让人无法忍受,也会起水泡,看起来和烧伤差不多,其实准确来说是一种冻伤)。所以小龙虾很可能有TRP受体,但似乎它们使用的是不同于果蝇和人类使用的TRPA1受体。 

    

  我们能把这种避免疼痛的条件反射当成虫子有疼痛感吗? 

  这种避免疼痛的反应不一定意味着动物就是处在疼痛当中。这种反应可能是单纯的反射,其信号并未通过大脑中的所有通路,而是绕过了与疼痛意识相连的神经系统。 

  前面也介绍了疼痛最终是一种情绪反应,并不只是单纯的条件反射,所以虫子是否感到疼痛的问题,最终取决于它们是否感受到“痛苦”这种情绪。这也是最困扰科学家的地方。所以要知道虫子是否会痛,寻找的不止是条件反射的反应。 

  所以,昆虫会痛吗?¯\ _(ツ)_ /¯ 

  我也不能给出一个很确切的答案……哈哈哈。 

    

  参考文献: 

  PAIN: Clinical Updates 

  https://www.guokr.com/article/438099/ 

  Diegelmann, S., Zars, M., & Zars, T. (2006). Genetic dissociation of acquisition and memory strength in the heat-box spatial learning paradigm in Drosophila. Learning & Memory, 13(1), 72-83. 

  Do insects feel pain? 

  https://zh.wikipedia.org/wiki/TRPA1 

  McCaffery M.Nursing practice theories related to cognition, bodily pain, and man-environment interactions. LosAngeles: UCLA Students Store. 1968. 

  The roles of thermal transient receptor potential channels in thermotactic behavior and in thermal acclimation in the red flour beetle, Tribolium c... - PubMed - NCBI 

    

  (本文中标明来源的图片均已获得授权)    

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