為什麼大多數雄性動物的排泄和交配共用一個器官?


為什麼大多數雄性動物的排泄和交配共用一個器官?的頭圖

為什麼大多數雄性動物的排泄和交配共用一個器官?

大千世界無奇不有,在自然界中,有著很多和我們人類區別度很大的生物,也就有著很多和人類完全不同的特徵。而在眾多特徵當中,有一個現像很有趣,如果我們仔細觀察就會發現,自然界當中,絕大多數雄性個體的生殖、排泄是共用一個開口的,這也被我們稱為:泄殖腔。比如:鳥類,爬行類等等。

而人類呢?男性個體的生殖和排尿是共用一個開口,而排便則是用另外一個開口。也就是說,同樣是雄性,自然界的許多動物是共用一個開口,而人類卻是兩個開口。那麼問題來了,為什麼會出現截然不同的生理結構?

泄殖腔的起源

要了解這個問題,我們首先就得搞清楚生命最早的形式,以及如何演進到現在這副模樣。根據研究情況來看,生命大概率是起源於距今40億年前的海底熱泉口附近的,早期的生命結構都相對簡單。在接下來漫長的30億多年裡,物種的變化其實不夠劇烈。

而我們都知道,如今的生物分類通常包括七個主要級別:界、門、綱、目、科、屬、種。就拿現代人來說,現代人屬於動物界,脊索動物門,哺乳綱,靈長目,人科,人屬,智人種。

真正迎來爆發的是在距今5.41億年前的寒武紀,根據我們目前所掌握的化石證據顯示,在很短的時間內,誕生了絕大多數的動物“門”,出現了大量身體結構較為複雜的生物,這也被稱為:寒武紀生物大爆發。

按照目前的研究來看,早期屬於脊索動物門中的生物,在後來演化過程中,就突變出了類似於現在動物“泄殖腔”的形狀特徵。也就是說,“泄殖腔”的結構要早於“兩開口”結構,幾乎是在距今五億年前就已經奠定,並且一直保留在了許多動物身上。如今的鳥類,爬行類等生物都還保留這種結構。

而現代人類和恐龍的祖先其實都隸屬於脊索動物門中的生物。也就是說,現代人類的祖先也擁有過“泄殖腔”的單開口模式。那有木有證據呢?

我們可以從人類胚胎當中找到證據。還在媽媽肚子裡時的早期胚胎就是有“泄殖腔”的,當時生殖、排尿、排便是共用同一個口,後來隨著胚胎的逐漸發育,排便與前兩者逐漸分開。

那麼問題來了,為什麼恐龍這一支就一直保留著泄殖腔,而屬於人類的這一支就發生瞭如此巨變呢?

進化論

要了解這個問題,我們就得搞清楚生物演化的規律,在這方面主流的理論是進化論。進化論是由達爾文提出來的,不過在其後的100多年裡,進化論本身也在“進化”。

如今的進化論告訴我們,生物一般傾向於過度繁殖,在繁衍的過程中,下一代總會和上一代有所區別,這個區別來自於基因突變,突變的方向是隨機的,當突變累積到一定程度時,就會有不同於上一代的性狀。在自然選擇中,那些更能適應環境的個體就會被挑出來,而不適應環境的個體就會越來越少,這其實就是:物競天擇,適者生存。

所以,生物演化的方向是朝著越來越適應環境的方向發展,然而由於環境總是在突變,所以不同的物種演化出了不同的生存策略。

距今2.5億年前,當時恐龍的身體結構,由於採用了“泄殖腔”的單開口,使得它可以最大程度地利用水分,排出體外的排泄物基本沒有什麼水分,這和如今的鳥類是類似的,畢竟鳥類的祖先就是恐龍。

而當時人類的祖先合弓綱生物則已經是雙開口的結構,因此,排泄過程中會排出大量的水分。在當時,地球上只有一塊大陸,被稱為盤古大陸,沙漠化非常嚴重。

更善於利用水分的恐龍逐漸佔據上風並且稱霸,而人類的祖先合弓綱生物,則只能被迫苟延殘喘地活著,終日里籠罩在恐龍的陰影之下。後來,到了6500萬年前,一顆小行星撞擊了地球,煙塵遮蔽了天空,植物開始大量死亡,食物短缺,食草恐龍開始滅絕,從而導致食肉恐龍也滅絕。

而人類的祖先所需要能量少,相對於恐龍,人類祖先在當時有更強的環境適應能力,在這場災難中苟活了下來。

恐龍之後,地球板塊逐漸從一整個整體中分離了出來,陸地上的水分開始增加,即使擁有雙開口的動物無法高效利用水,但它們也能夠經常找到水源補充水,所以存活了下來。

再加上哺乳動物的身體結構,適應了地球環境,所以哺乳動物逐漸興起,並在隨後的6500萬年裡逐漸走向了霸主之位。