如果昆虫会感到疼痛,我们是否应该重新考虑如何进行昆虫实验?

一些科学家希望给予更多无脊椎动物伦理考量,质疑长期以来关于意识的假设。
Bees feel pain
一些研究表明,蜜蜂的行为可能受到主观体验——对愉悦和不愉悦的感知——的影响。Deposit Photos

本文最初刊载于Undark

长期以来,蜜蜂一直给行为科学家Lars Chittka留下深刻印象。在伦敦玛丽女王大学他的实验室里,这些授粉者已经证明了它们能够计数、使用简单的工具,并从同伴那里学习。然而,真正让Chittka感到惊讶的是这些昆虫行为的微妙之处。

例如,在2008年,Chittka实验室的一项研究考察了熊蜂对假蜘蛛在花朵上进行模拟攻击的反应。之后,熊蜂会谨慎地接近可疑的花朵,有时甚至会迅速离开没有蜘蛛的花朵,“仿佛看到了鬼魂一样,”Chittka回忆道。相比之下,在获得糖浆后,蜜蜂似乎更加高兴。

对Chittka来说,这些观察结果挑战了一种长期存在的观点,即昆虫就像机器人一样,受固定不变的认知程序控制。相反,蜜蜂的行为似乎受到主观体验——对愉悦和不愉悦的感知——的影响。Chittka表示,他越来越怀疑“它们的大脑里有一个相当丰富多彩的世界。”

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在他职业生涯早期,当同事们打开蜜蜂的头骨并插入电极研究它们的神经系统时,Chittka从未提出异议。但他现在怀疑,此类程序是否会给昆虫带来“潜在的非常不愉快的处境”。与大多数无脊椎动物——任何没有内部骨骼的动物——一样,昆虫在研究中往往不受法律保护。旨在最大限度地减少对啮齿类等脊椎动物痛苦的规定,在很大程度上不适用于它们。

一些国家已经改善了特定无脊椎动物(如章鱼、鱿鱼、螃蟹和龙虾)的福利。但对于其他无脊椎动物物种——这是一个万花筒般多样化的动物群体——是否也应受到保护,仍然存在分歧。一些科学家认为,像昆虫这样大脑相对简单的物种,或者甚至是没有中枢神经系统的物种,也应获得伦理考量,尽管细节尚有争议。

与《Undark》对话的专家中,没有人认为对这些无脊椎动物物种的研究应该停止。一些生物,包括广泛使用的果蝇或线虫,在遗传学、细胞发育和其他生物过程中取得了突破性进展,并且在约五分之一基于动物研究的诺贝尔生理学或医学奖中发挥了重要作用。许多科学家还将研究重点从脊椎动物转向无脊椎动物,以避免与动物福利规定相关的伦理官僚主义。

尽管如此,最近的研究正促使一些科学家重新思考传统的研究伦理。正如格洛斯特郡大学的昆虫学家Adam Hart所说:“我认为我们正处于一个人们愿意接受‘伦理不仅仅是为有脊椎的动物考虑’这一观点的时刻。”


动物在科学研究中受到法律保护的理由通常基于它们可能感到疼痛和痛苦的能力——这是意识或感知能力的一个方面。几乎所有动物都能够物理上感知伤害并表现出避免威胁的反射。但这并不一定意味着它们会经历疼痛,疼痛不仅仅是一种感官体验,而是一种关于伤害和痛苦的认知、有意识的体验。

确定动物是否经历疼痛很棘手,但有一些行为线索超出了简单的反射——包括应对机制,如护理伤口和从过去的伤害中学习。“这有点复杂,”莱斯布里奇大学的动物行为学家Jennifer Mather说。“但如果我们能获得关于它们是否拥有我们称之为‘疼痛’的东西的不错想法,那将很有帮助。”

长期以来,科学家们观察到脊椎动物表现出与有意识的疼痛体验一致的行为,例如避开曾受伤的地方或退出社交活动。保护脊椎动物的立法可以追溯到至少1876年,当时英国议会通过了《动物虐待法》。如今,在许多国家,规定要求在研究中使用脊椎动物必须有科学依据,并限制一切可能的痛苦。大学和研究机构的常设委员会通常提供监督,审查研究提案并决定某个特定方法是否合理。

但无脊椎动物历来被认为没有能力进行疼痛等有意识的体验。由此产生的监管稀缺意味着,对于大多数无脊椎动物物种,没有什么能阻止科学家们进行例如:在一项特定实验中使用大量个体,在不使用麻醉剂的情况下截肢,将它们饲养在狭小的容器中,或活体解剖。Mather说,无脊椎动物在很大程度上“可以任由你摆布”。

然而,一些学者质疑这种二元分类。正如两位科学哲学家Irina Mikhalevich和 Russel Powell在2020年的一篇评论文章中所论证的那样,将无脊椎动物一概而论反映了一种过时的进化观,认为进化是复杂性不断增加的阶梯,而无脊椎动物处于较低的地位。这种观点在越来越多的关于昆虫和其他一些无脊椎动物认知能力的研究面前,显得在道德上不一致。Mikhalevich说,动物是否有脊椎不应成为其道德地位的标准:“标准应该是它们有哪些能力去承受痛苦、体验快乐、愉悦和疼痛。”

一些国家已经认识到这一点,并为一类被称为头足类(包括章鱼、鱿鱼、墨鱼和鹦鹉螺)的无脊椎动物提供了保护。头足类动物是神经科学领域流行的研究对象,它们以其智力和庞大、复杂的神经系统而闻名。Mather说,它们还符合一些科学家用来确定感知能力的行为标准,包括经历疼痛。例如,进化神经科学家、旧金山州立大学的Robyn Crook发现章鱼会安抚受伤的触手,游向水箱中含有止痛剂(如利多卡因)的区域,并避开之前遭受过伤害的地方。近几十年来,加拿大、澳大利亚、欧盟和新西兰已经给予头足类动物与脊椎动物相似的保护。(头足类动物不受美国法律保护,但许多大学伦理委员会仍然将它们视为与脊椎动物一样对待。)

尽管甲壳类动物——包括螃蟹、龙虾和小龙虾——的大脑通常比头足类动物小得多,但也有同样有力的证据表明它们也经历疼痛,Crook说。因此,一些国家也将某些甲壳类动物纳入了监管范围。英国最近这样做,此前一群受英国议员委托的哲学家得出结论,认为这些物种是有感知能力的,这一认可长期以来受到一些倡导团体的呼吁。特别是,一些甲壳类动物可以通过牺牲来换取回报,这表明它们对有害事物的反应并非纯粹的反射:例如,寄居蟹在受到电击时倾向于抛弃一个质量差的贝壳,但它们会忍受电击来换取一个特别有吸引力的贝壳。


2021年的一篇综述统计只有一个国家——挪威——对其进行昆虫研究进行监管,对蜜蜂。但Chittka等人认为,与头足类和甲壳类动物一样,昆虫也表现出感知能力,应该受到类似的保护。例如,在Chittka最近尚未经过同行评审的实验中,他观察到熊蜂做出与寄居蟹相似的权衡,如果一个非常热的表面上有一个特别甜的糖水滴,它们会选择坐在上面。

其他科学家仍然认为,许多昆虫的行为更符合机器人式的反射。在上世纪60年代,英国研究人员发现,被砍头的蟑螂会移动腿以避开电击。类似地,蝗虫在被捕食者吞食时会继续进食,而蟑螂则被观察到吞食自己的内脏。达尔豪斯大学的行为生理学家Shelley Adamo评论道:“我认为这表明昆虫没有同样意义上的自我感,至少是最低限度的。”她说,尽管自相残食在昆虫界并不罕见,但这并不一定意味着昆虫不会对疼痛刺激做出反应。“但饥饿可能压倒了它,”她继续说道。“它们没有认知能力去识别和说‘哦天哪,那是*我*。它们只会说‘蛋白质,吃’。”此外,Adamo怀疑微小的昆虫大脑——大小和复杂性与甲壳类动物的大脑相似——是否能支持丰富、主观体验所需的神经结构。但Mather补充说,也许大小并不是衡量昆虫认知能力的好指标。

正如目前的情况,大多数科学家可能认为没有必要对昆虫进行伦理考量,墨尔本大学的进化生物学家Chris Freelance说。但他认为有责任采取预防性方法——也就是说,在证明它们不会感到疼痛之前,就将它们视为会感到疼痛。毕竟,他说,“如果我们面对的是一个毛茸茸的动物或有羽毛的东西,我们绝对会采取预防原则。”2019年,Freelance为其他昆虫研究人员发布了伦理建议,包括采用脊椎动物研究中广泛使用的3R指南:尽可能使用其他模型,如死昆虫(替代);只使用严格需要的数量(减少);并避免或尽量减少可能引起疼痛的实验(改进)。

即使是曼彻斯特大学的神经科学家Matthew Cobb,尽管他怀疑昆虫是否有意识,但原则上他会尽量减少对果蝇的研究造成的伤害。过去,他曾让未经过基因改造的过剩果蝇飞出窗外,而不是杀死它们。当他不得不安乐死果蝇时,他不会将它们淹死在酒精中——他说这“看起来有点可怜”——而是将它们放入冰箱中进入冷休克状态。他说,如果非要说有什么的话,允许动物尽可能自然地生活可能有助于产生更高质量的数据。

这种道德困境在昆虫学中尤为突出,昆虫学经常涉及捕捉、杀死和解剖野生昆虫以进行正确识别——这通常是旨在为保护工作提供信息的研究的一部分。但Hart说,一些昆虫学家已经开始质疑这种方法。他已经减少了对学生进行维多利亚时代“将大量昆虫杀死并固定在图钉上”的培训,只应要求时才这样做。2019年,Hart和他的同事们还鼓励在昆虫学研究中使用3R框架,并使用非致命性和选择性陷阱来避免捕获非目标物种。这些指南部分是受到他对公众——至少在英国——日益增长的对昆虫福利的关注的驱动。


但是,当农业杀虫剂每天杀死无数害虫,人们在厨房里拍死果蝇和蟑螂时,昆虫在科学中如何被对待是否重要?Cobb认为,是的,研究应该受到更高的伦理标准,其中一个原因是,在他看来,(资助大多数研究的)公众特别关注实验室动物的福利。另一个不同之处在于,研究科学家是故意对个体动物进行实验,而不是不加区分地喷洒田野。Crook补充说,与农业不同,科学家每次只与少数动物互动,因此他们可以负担得起尽可能人道地对待它们。

那么,问题就变成了这些伦理标准应该是什么样的。一些科学家,包括Chittka,认为昆虫应该受到某种形式的监管保护——尽管Mather补充说,不一定与脊椎动物相同的保护;每种物种都是不同的,应该得到最适合它的保护。

欧盟2011年将脊椎动物保护扩展到头足类动物的决定表明了“一刀切”方法的挑战,因为法律鼓励使用麻醉剂来同时麻痹受试者和减轻它们的疼痛——尽管当时没有已知的动物麻醉剂。Freelance说,尽管科学家能够确定实验室大鼠何时感到疼痛,但尚不清楚如何对昆虫(如果它们确实感到疼痛)做到这一点,更不用说如何减轻痛苦了:“你不可能遵守这些规定。”

Adam Hart说:“我认为我们正处于一个人们愿意接受‘伦理不仅仅是为有脊椎的动物考虑’这一观点的时刻。”

从Crook的观点来看,监管应该尽可能谨慎,并针对每种物种的认知能力进行特定。即使是神经系统更简单的无脊椎动物,如海蛞蝓或蠕虫,也可能存在适当的保护方式。她说:“我认为朝着一种稍微更广泛地考虑动物福利和伦理的方向发展会很好,‘也许能考虑到动物不是非黑即白的,而且可能存在各种程度的经验。’”

但她承认,在美国尤其如此,更多的监管可能很难推行,因为美国甚至豁免了某些脊椎动物,如实验鼠,不受监管。而且,对于最近转向使用无脊椎动物模型以避免Freelance所说的脊椎动物研究中“压倒性”的官僚主义的科学家来说,这个想法也不受欢迎。欧洲动物研究协会(倡导动物研究的组织)的执行董事Kirk Leech认为,对研究人员施加更大的监管负担只会扼杀科学创新。对他来说,使用动物进行科学研究的道德案例——特别是脊椎动物,他认为它们是更有用的研究对象——应该被优先考虑。

事实上,Adamo补充道,预防性监管可能会付出巨大的代价,如果它最终限制了与人类福祉相关的工作,例如控制致病性害虫,她的研究包括寻找有效杀死蜱虫的方法。他表示,对于害虫,“我们希望谨慎行事,不要妨碍控制昆虫种群的措施,因为如果我们不这样做,我们*知道*会遭受痛苦的人类将会遭受巨大的痛苦。”

Freelance建议,也许科学期刊可以开辟一条新的前进道路。大多数期刊已经要求作者遵循自己国家的法律和伦理要求,但一些期刊已经更进一步。《动物行为》期刊是该领域的领导者之一,它已经制定了自己的伦理原则——即使是针对某些无脊椎动物——而不管研究对象是否受到法律保护。Freelance通过电子邮件表示,如果更多的期刊采纳这些标准,就可以鼓励更多的科学家进行调整,“因为如果他们在研究昆虫时不遵循任何伦理标准,他们的出版选择将非常有限。”

与立法者相比,期刊编辑在设定伦理标准方面也会更灵活,从而确保它们对科学家来说是可行的,并且能够适应对无脊椎动物意识的新认识。《生态与进化方法》期刊的执行编辑Aaron Ellison(该期刊发表了Hart的文章)也认为期刊可以在提高伦理标准方面发挥作用。然而,他补充说,“我不知道社区中是否已有足够的支持来强制执行。”

与此同时,文化变迁可能会影响研究人员处理无脊椎动物的方式,Adamo说。尽管她不相信她实验室里的昆虫是有意识的,但她仍然会在侵入性实验中冷冻她的毛毛虫。除了对毛毛虫可能的好处之外,她认为培养对他们所照顾的生命的尊重,无论多么渺小,对于初级研究人员来说是很好的实践。“它们感受到了什么或没感受到什么,几乎不重要,”她说,“但我认为尊重它们是很重要的。”

 

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