為啥蒼蠅把自己腦袋搓下來把玩?!盤點動物斷頭小史

砍頭,我們一點也不陌生。

“從斷頭台到大教堂,從解剖室到畫廊,到處都是人類的頭顱。”

——《人類砍頭小史》

畢竟我們是從小混跡於各大衛視,品鑒着“午時三刻胖官扔簽開刀問斬散發主角面容清冷白衣勝雪可嘆卻捆如閘蟹屠夫舉刀配角策馬奔騰狂喊刀下留人成功概率約99.85%”的藝術長大的。

為大家貼心找了個很有體驗感的機位
圖源:新水滸傳
至於那剩下的00.15%概率嘛,人頭落地、肉身成灰,也非常合理。而像郭德綱相聲里的於老師那樣,腦袋砍下還能骨碌碌過馬路、再喊一聲“好快的刀呀”!歷史上雖有些類似傳聞,但細究起來出處都不可靠。
不過,對一些動物來說,斷頭未必意味着立即死亡……
等等,你以為我要開始講“你的螂來了”嗎?不不不,雙馬尾小精靈們斷頭後接着奏樂接着舞的名場面,我相信大家已經不是第一次見了,再拿出來嚇唬(劃掉)科普就沒意思了,今天得講點別的。
當然,我們談論動物斷頭,有個顯而易見的基礎條件,那就是得先有頭可斷
所以,某些天生沒頭的無脊椎動物就不討論了,比如棘皮動物門(海參、海膽、海星等)和雙殼綱(蛤蜊、扇貝、牡蠣等)的成員。下面只說有頭的動物,斷了頭會怎麼樣。
蛤蜊內部示意圖,雙殼綱又稱無頭綱
圖源:bing

斷頭必速死的

首先得遺憾地說一句,我們人類處於斷頭後死亡速度的第一梯隊

包括人類在內的哺乳動物,向來以“大腦發達”而自豪。但這也意味着我們全身的生理活動都高度依賴大腦,一旦切斷頭身連接,呼吸、代謝、體溫、血壓等基本生命體征都會迅速喪失。

其中人類大腦占體重的比例約為2%,遠高於大多數哺乳動物,消耗能量也很高。因此人的心臟需要供輸更多血液給頭部,人體約15%的血流量都是給腦部“特供”的。所以當頭頸部大血管斷裂時,巨大的出血量會迅速導致死亡。

人類大腦血液迴流示意圖。被砍頭時(鈍刀子砍人除外),一般是椎動脈和雙側頸動脈均破裂。圖源:北大國際醫院神經外科
關於人斷頭後還有短暫意識的案例,最著名的或許就是化學課代表——拉瓦錫老師了。據說他被砍下來的頭,被記錄下來眨了十一次眼睛。但這只是傳言,並沒有可靠記載
處死拉瓦錫的斷頭台(路易十六快樂台)結構
對比以前的死刑方式,斷頭台的發明是一種進步
圖源:creationwiki.org
相比人類等哺乳動物,鳥類的大腦也很發達,器官系統複雜,基礎代謝速度比哺乳動物還快,按說斷頭死得也快。但鳥類有一個好,它們體內的氣囊能儲存更多氧氣、凝血功能也強,能支持短時間的身體代謝
所以見過現場殺家禽的朋友都知道,雞鴨鵝在被砍頭後,還能到處撲騰幾分鐘的情況並不少見。
鳥類氣囊提供了非常高效的呼吸系統
圖源:書籍《恐龍探秘》
也許你還聽過“無頭雞麥克”的傳奇:1945年,美國一名農夫宰公雞時,意外留下雞的一隻耳朵和大部分腦幹。於是這隻“砍頭不絕對就是絕對不砍頭”的雞,不久便可正常行走,靠人工餵食繼續生存了18個月才死於意外
麥克的主人正在給它注入流質食物
圖源:time.com
無頭雞麥克能活下來,是因為它被砍頭時,陰差陽錯保留了80%的大腦和完整的腦幹、小腦(相比哺乳動物,鳥類的小腦作用更大),再加上未傷到大的動脈靜脈等多方面綜合結果,可以說是萬里無一的小概率。不幸的是,後來美國農民們為了再現無頭雞麥克的奇蹟,花樣斬首了數以萬計的公雞,結果無一成功
人們為無頭雞麥克立了一尊雕塑
圖源:bing

斷頭後能小扛一會的

對於稍微“原始”的脊椎動物,比如魚類和兩棲爬行動物,情況又略有不同。
作為變溫動物,它們身體代謝率低,細胞對缺氧的耐受性也更強。它們的神經系統也不像哺乳動物那麼集中,即使脫離腦部控制,脊髓依然能觸發部分肌肉收縮,因此斷頭後能存活更久
學醫或學生物的朋友都知道,用“脊椎脫臼法”和“斷頭法”處理實驗室小鼠,足以一擊斃命。但同樣招式對青蛙就不太管用,即使蛙頭被徹底剪斷,青蛙也能保持脊椎反射挺久。
此外,蛙類和部分海蛇能通過皮膚進行氣體交換;一些魚類和龜類,甚至還能用肛門來輔助呼吸。這些多樣化的呼吸手段,也都提高了它們斷頭後的生存時長。
再以蛇為例,大部分蛇砍頭後,大約過10分鐘~1小時,身體才會停止活動,蟒蛇、眼鏡王蛇等大型蛇類可能動彈1小時以上,如果環境溫度較低,有可能抽搐更久。
不光蛇身,被砍的蛇頭也會動。前些年還允許吃蛇的時候,時有瓜漢愣娃砍蛇時,被砍下的蛇頭咬傷中毒的消息——被砍下的蛇頭,其實已經腦死亡,但仍會機械性地進行咬合反射。
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可能是本文最恐怖的一張圖:斷頭銅頭蝮咬住自己的尾巴
圖源:bing

斷頭後還能扛挺久的

再聊聊無脊椎動物中的節肢動物門,重點說說昆蟲。沒錯,你的“螂”和“蠅子”來了。
不過,別忙着滋兒哇,先講個“解恨”的:假如蟑螂會做夢,那麼扁頭泥蜂(《異形》系列裡破胸而出的怪物原型)的形象一定會深植在它們最深的夢魘中。
雌性泥蜂會在蟑螂身體內部注入卵,還徹底控制蟑螂意識,讓它們徹底喪失逃生意志、順便做好自我清潔工作以便被吃。
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蟑螂的身體滋養了一隻扁頭泥蜂
圖源:libersat's laboratory
孵化出的泥蜂幼蟲更狠:為減緩蟑螂的新陳代謝,幼蟲會在螂的胸腔里鑿出一條路,吃掉背血管(功能類似心臟)、切斷氣管網絡,四捨五入等於斷頭。“無頭無心”的蟑螂會保持很長時間的“活殭屍”狀態,供泥蜂幼蟲享用
蟑螂在泥蜂手裡已經算死得快的了,要是在我們家裡被斷頭,那做噩夢的就是你我了:蟑螂在斷頭情況下還可能活一個月之久,甚至還能撒下一個個可愛的“小錢包(卵莢)”。(家裡見到這“小錢包”,離你滋哇亂叫就不遠了

除了蟑螂,斷頭後視覺效果拉滿的還有蒼蠅。也許你見過一隻蒼蠅活生生把自己腦袋“搓”下來,還悠然自得(不是)拿在手裡把玩的畫面。

咦,這是什麼?摸一摸
視頻來源:youtube
由於蒼蠅的味覺、觸覺器官在腿部,而且腿部對於起飛降落的效率也有影響,所以蒼蠅很有必要勤快“搓手”(搓足)。更別提對雄性蒼蠅來說,會“搓手手”的姑娘才可愛——雌蒼蠅就是靠“搓手”來釋放性激素的,所以:搓搓搓,小手對搓不過癮,頭也搓一搓,(比較脆弱的)頸也搓一搓,越搓越香、越香越搓……咦,怎麼有個圓圓的東西掉下來了?
科學家們在這份生死看淡的從容之上,還開發出了果蠅的隱藏技能:研究發現當雌性果蠅失去了頭後,會從胸腔發出聲音,像雄性一樣發聲唱歌,唱這個歌幹嘛呢,當然還是為了求偶……
為什麼昆蟲斷頭後,能挺這麼久呢? 
首先,昆蟲的神經系統不像哺乳動物和鳥類那樣高度依賴腦,而是從觸角擴散到胸腹部、再分散到全身體節,它們都有一定自主控制能力,可以就近控制肢體的活動。
昆蟲體內的神經節示意圖
圖源:wikipedia
第二,昆蟲沒有肺,它們身體兩側有氣孔,還有一個由各種內部管道和囊組成的呼吸系統。這些管道和小囊,能直接將氧氣輸送到身體組織中
第三,有了這種呼吸系統,昆蟲體內也不需要血液來運輸氧氣,取而代之的是一種叫做“血淋巴”的液體,以滿足體內循環需求。因此昆蟲對調節血壓、體溫的要求很低,頭部的作用進一步弱化了

斷頭後還能再生的

在《西遊記》經典劇情——車遲國鬥法中,孫悟空被砍了頭還能再長,斗敗了作弊的虎力大仙。而在無脊椎動物里,也有一些天生異稟的選手,有可能在“脖子以下截肢”之後捲土重來,比如海蛞蝓、渦蟲、蚯蚓

1

海蛞蝓

海蛞蝓是一類海生軟體動物,科學家發現有兩種海蛞蝓會自己主動斷頭,而且斷掉的頭能一個月內長出新的身體
一隻可可愛愛的海蛞蝓頭
圖源:sayaka mitoh
斷頭三天後,海蛞蝓的頭部仍可繞着脫離的身體轉動。不過,海蛞蝓的身體最終會死掉。
左滑可查看 蛞蝓頭繞着身體轉圈圈
圖源:sayaka mitoh
海蛞蝓會被一些小型甲殼動物寄生,科學家們認為它們自己“擰下”腦袋,可能是為了擺脫身體里的寄生蟲。在主動斷頭之前,海蛞蝓會將之前所吃藻類中的葉綠體轉移到頭部,靠這些葉綠體的光合作用,提供再生期間的能量——就相當於汽車拆掉發動機之前,先緊急加裝了太陽能電池板。戳戳👉救命,海蛞蝓斷頭還能再長出身子來!

2

渦蟲

一些渦蟲綱的成員就更牛了,全身碎掉也能再生
左滑可查看 渦蟲
視頻來源:pbs
據研究,這些渦蟲自帶gps系統,也就是路標細胞,能幫助破碎的它們校準正確路徑,進行細胞重生和鏈接。它們體內還有一大群極具靈活性的新生幹細胞,可以進行不對稱分裂。這使它們能夠跳過普通的分化路徑,從初始的“幹細胞池”中迅速生成任何類型的細胞,從而用碎片再生出整個身體。戳戳👉如果沒吃的,就把自己給吃了?!咋想的啊?

3

蚯蚓

至於我們熟悉的老朋友、傳說中能把自己切成一支籃球隊的蚯蚓,也有類似渦蟲的重生機制。比如它們也自帶gps基因調控,也有強大的細胞分化能力。當然,總體來說還是比渦蟲差點。
蚯蚓屬於環節動物門,身體由很多相似的體節組成,每個體節內包含重複的器官。也就是說,當你切蚯蚓的時候,得保證切下來的那段里擁有一套完整的器官(比如肌肉、神經、排泄系統等),這樣蚯蚓才有概率重生。剩餘體環越多,存活概率越高。
渦蟲夾雜帶絲蚓被切頭去尾後完成再生
圖源:愛荷華大學網
所以我強烈呼籲大家:千萬不要喪心病狂豎著劈蚯蚓,不對,最好橫着也別劈!

參考資料

https://www.newscientist.com/article/dn13728-female-flies-lose-their-heads-to-sing-like-a-male/

雌性果蠅斷頭後變身歌唱家

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0960982223007558#:~:text=here%20it%20is%20reported%20that%20larval%20jewel%20wasps,cockroach%20host%20%28periplaneta%20americana%29%20at%20their%20earliest%20opportunity.

泥蜂如何虐蟑螂

https://www.smithsonianmag.com/smart-news/why-rattlesnakes-are-just-dangerous-dead-or-alive-180969284/

斷頭蛇是真會咬人

https://wi.mit.edu/news/how-one-worm-can-rebuild-its-whole-body

渦蟲再生之謎

撰文 | 劉文瑾
微信編輯 | 未末