本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
海洋中最大的鱼类是鲸鲨 (Rhincodon typus)。这种巨大的迁徙性鱼类可以长到十二米长，但它巨大的嘴巴是用来吃最小的生物：浮游生物的。虽然鲸鲨是最大的，但它并不是唯一巨大的滤食性鲨鱼：姥鲨和巨口鲨也从海水中滤取大量的微小生物以生存。
当像 阿尔·多夫 和 克雷格·麦克莱恩（来自 深海新闻）这样的科学家们正在越来越多地了解这些壮丽生物的基本生物学和行为时，其他科学家正忙于研究它们的神经解剖学。几年前，来自加州大学圣地亚哥分校的 卡拉·E·约帕克 和 劳伦斯·R·弗兰克 从一家水族馆获得了两只鲸鲨的大脑，并将它们放入了核磁共振扫描仪。
但是他们不仅仅是对鲸鲨的大脑成像感兴趣。他们想知道的是，与其他科学家先前已获得神经解剖学数据的鲨鱼物种相比，鲸鲨大脑的组织结构如何。如果两个物种拥有最近的共同进化祖先，从而在基因上更相关，那么它们的大脑会更相似吗？或者，鲨鱼的大脑在生活方式相似的物种之间会更相似吗，例如那些在水柱中部和表面巡逻的物种（远洋性鲨鱼，如大白鲨、远洋白鳍鲨、蓝鲨、灰鲭鲨和鲸鲨）与那些生活在海底的物种（底栖性鲨鱼，如护士鲨和猫鲨）。或者，也许鲨鱼的大脑应该根据它们的栖息地进行分组，例如那些生活在近海水域、珊瑚礁周围或公海中的鲨鱼。也许鲨鱼的大脑应该根据行为特化进行分组，例如狩猎方法。这些问题的答案可以为鲨鱼以及更广泛意义上的大脑进化提供重要的启示。
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他们发现，与其他鲨鱼物种相比，鲸鲨的大脑比根据其体型预期的要小。大白鲨、姥鲨和戟齿砂鲛也是如此。虽然这三个物种都属于一个被称为 鼠鲨目 的鲨鱼类群，但鲸鲨属于另一个进化分组，称为 须鲨目。有趣的是，鲸鲨的栖息地和生活方式也比须鲨目的其他成员更类似于鼠鲨目。
相比之下，分析中包含的鲸鲨最近的基因亲属——褐护士鲨，也是须鲨目的成员——其大脑比根据其体型预期的要大。与其进化亲属相比，鲸鲨的大脑尺寸有所减小。
有人认为，大脑袋与特定物种可能面临的日益增长的认知需求相关。因此，浮游生物捕食者相对较小的大脑可能，正如约帕克和弗兰克所说，“与其机会主义的被动捕食策略有关”，这可能比更主动的狩猎行为对认知的要求更低。在鸟类、哺乳动物和其他类型的鱼类中也发现了类似的模式：乍一看，神经解剖学似乎与狩猎行为有关。
然而，更仔细的观察使情况变得有些复杂。研究人员表示，鲸鲨大脑“最显著的特征之一”是其“巨大且高度褶皱的”小脑，与其他物种相比。尽管鲸鲨的整体大脑较小，但它的小脑却较大。
鲸鲨与鼠鲨目的成员长尾鲨和姥鲨共享这一特征，而不是与其自身的近亲。事实上，小脑占这些物种大脑的 28% 到 32%。人们普遍认为，小脑参与组织运动程序，包括保持对运动协调的意识和纠正运动指令执行中的错误。对于像长尾鲨这样的主动猎手来说，这当然是有用的技能，但对于像鲸鲨和姥鲨这样张开嘴游泳，被动地从海水中滤出浮游生物的鲨鱼来说，这些技能有多必要呢？狩猎策略可能解释了鲨鱼大脑解剖结构的一些变异，但显然还有更多原因。
的确，其他具有类似复杂小脑的鲨鱼物种是那些需要高度敏捷性来捕获猎物的物种，例如锤头鲨和长尾鲨，以及姥鲨，姥鲨像鲸鲨一样是滤食性动物。然而，鲸鲨会进行极其长距离的迁徙，并且也已知会在水柱中垂直迁徙。人们还观察到它垂直悬浮以进食，这种动作需要高度的协调性。因此，小脑的解剖结构与狩猎的关系较小，而与更广泛意义上的运动协调需求的关系更大。
最终，约帕克和弗兰克得出结论，大脑“在具有相似但独立进化的生活方式的物种中比在共享分类学分类的物种中更相似”。换句话说，至少在鲨鱼中，大脑解剖结构更多地是由鲨鱼生活的环境及其生活方式决定的，而不是由基因分类决定的。例如，鲸鲨和姥鲨相似的大脑是趋同进化的结果。这两个物种由于相似的栖息地和生活方式而独立进化出相似的大脑，尽管它们之间至少相隔 2.89 亿年 的进化历程。
正如大多数科学调查的情况一样，问题通常比答案更简单。虽然像狩猎策略这样的东西可能至少部分解释了像鲸鲨和姥鲨这样的物种相对较小的大脑尺寸，但其他特征，如对复杂运动序列的需求，似乎解释了这些相同物种中相对较大的小脑。当然，像大脑解剖结构这样复杂的东西将是多重决定的。因此，问题只是变得更加细致入微：所有这些变量如何相互作用和结合来构建大脑？鉴于鲨鱼所居住的截然不同的环境和它们所表现出的独特行为，当我们努力回答这个问题时，鲨鱼将继续充当有用的模型物种。
Yopak KE, & Frank LR (2009)。鲸鲨（Rhincodon typus）的大脑尺寸和大脑组织，使用磁共振成像。大脑、行为与进化，74 (2), 121-42 PMID: 19729899
图片：标题图片为“微笑”的鲸鲨，垂直进食的鲸鲨图片均由 阿尔·多夫博士 提供，经许可使用。