马睿棋

辐射对称的身体

一眼看去，海星和常见的小猫、小狗最大的不同是身体对称方式的不同。从鱼类、青蛙、蛇、蜥蜴到包括人类在内的哺乳动物，都是脊椎动物，都有一条脊椎骨横贯胸腹。脊椎骨就是身体的对称轴，可以像折纸一样把左边和右边的身体重合地折在一起。而海星体内没有脊椎骨，身体是辐射对称的，有5条辐射轴。只要把海星的身体略微旋转72°，从老位置换到新位置的海星看起来还是一模一样。同学们可以画一只海星，旋转了试试看。

简单的身体结构

无脊椎动物的身体复杂程度比脊椎动物低很多。比如海星，没心，没脑，然而照样活得很好。那么，海星有什么呢？

吃饭是动物第一重要的事情。所以，海星有口、肛门、消化腺、胃，并且有两个胃：幽门胃用于消化食物，贲门胃则充当人类的手。遇到蛤蜊、扇贝等难消化且形状不规整的食物时，海星就把贲门胃吐出来，包裹住食物后，分泌消化酶，把食物消化成不扎嘴、软软的一团后，再将贲门胃滑回体内。人类有手抓饭，海星有胃包饭。

运动是怎么实现的

海星的5条腕足没有关节，于是它们和其他棘皮动物一样，发展出一套水管系统，每条腕足里都有分支，就像一套液压机一样，让腕足弯曲离地或者贴地伸平，从而实现身体的移动。而且也像真正的液压机一样，水管系统里的液体与海水等渗，并且这些液体不与外界进行交换。筛板就是隔绝海水和水管系统的隔板。

那么，问题来了！海星的身体是辐射对称的，如果水管系统发挥作用，5条腕足各自向外伸展，那么彼此的力量抵消，海星还是无法移动。而事实上，海星却是能够自由行走的。海星没有大脑，是如何实现往哪个方向运动的呢？

海星虽然没有大脑，但是有神经系统，分布在5条腕足内，独立地感受周围环境并作出行动反应。此外，海星的神经系统虽是分散式的，信息却是高度共享的。围绕着身体中央部位的嘴，海星建立了一个神经环，和5条腕足内部的神经连接在一起。

5条腕足对外界环境的反应，都反馈到这个中央神经环路上，便实现了信息共享。如果一条腕足伸平或弯曲的动作幅度特别大，其他4条腕足感受到这个信息后，就会自觉跟随，而放弃自己原本的运动方向。这样，5条腕足就可以协调地同步运动。而那条动作最激烈的腕足，就是本次行动的“支配腕”，当家做主。

给我们的启示

海星不需要中央指挥系统就可以协调运动，这给了科學家很好的启示。设计机器人时，人们总想为机器人设计一个和人类一样的大脑，统领机器人全身，对环境作出反应，并执行相应的任务。然而，这似乎是可望而不可即的科幻。如果借助海星的分布式神经模式，是否可以将机器人的自主决策系统适度简化并具备一定的可行性呢？