我们为什么特殊?许多动物的排泄跟配种都在一个器官,人类却不是

宇宙天文馆 2024-07-03 16:15:26

大约38亿年前,细胞形式的生命开始在地球上出现,随着时间的推移,物种也越来越呈现出五彩缤纷的多样化,而人类最终成为地球上唯一一个拥有智慧的生命形式。

我们的身体是如此的独一无二,在漫长的时间长河中,逐渐寻找到自我进化的路径,被自然界打磨成最适合生存繁衍的模样,虽然与其他物种有着千丝万缕的联系,但又有着明显的不同。

比如说,许多动物的排泄和交配,都是通过一个器官完成的,但人类并非如此,这是为什么呢?

奇妙的泄殖腔

其实,人类的胚胎在刚开始形成时,排泄和交配的器官并没有分开,而是保留了“泄殖腔”的痕迹,只不过这个原始的泄殖腔在后来的发育中逐渐分开了,形成人类现有的不同器官。

什么是泄殖腔呢?简单说,就是承担了排尿、排便、生殖三个功能的一个腔道。

在这里还要区分一个概念,我们通常所说的排泄涵盖了排尿和排便,实际上,科学上称排尿为排泄,而排便则被称为排遗。

如果观察鸟类就会发现,它们的尿液和粪便是混在一起的,而且交配也是使用同一个腔道,这就是泄殖腔,鸟类的排泄和排遗不分时间地点,也不需要控制,随时有随时排,毕竟它们在天上飞,排泄物不会让天敌追踪到它们的踪迹。

和鸟类一样拥有泄殖腔的动物还有鱼类、爬行类、两栖类动物等等,而且,泄殖腔并非现代动物的专利,研究发现,早在5亿年前,脊椎动物就拥有了泄殖腔。

科学家利用生物技术,将远古生物的基因在电脑中做了推演,可以明显看出,当时动物的精卵管与排泄孔是相连的。

据此推测,泄殖腔应当是生物最原始的形态,只不过在后来的进化中,一部分生物不再使用泄殖腔。

而保留了泄殖腔的动物,一定是选择了有利于它们生存繁衍的进化路径,这是因为泄殖腔有着诸多优势。

远古时期,地球的环境和现在大不相同,比如说恐龙活跃的侏罗纪时代,火山爆发、地壳运动等现象频发,陆地上的水系并不充裕,而且还会经常发生改变,这就使动物寻找水源比较困难。

动物想要生存,就必须适应这种缺水的状态,减少新陈代谢过程中水分的损失,将交配、排泄、排遗的孔道三者合一,无疑会大大减少对水分的消耗。

同时,食物也是稀缺的,如果交配和排泄的孔道分开,就必须耗费更多的能量去确保器官正常运转,动物就需要更多的食物,这种情况下,泄殖腔就显得更加“经济划算”。

远古时期,细菌也极为活跃,这些细菌对大型动物的杀伤力是非常强的,交配以及排泄的孔道无疑会给这些细菌可乘之机。

“开口”越多,被感染的机会也就越大,为了适应这种生存环境,泄殖腔的构造就成了最好的选择。

繁衍后代对于远古生物来说,是充满了危机的,卵生可以减少雌性生物的怀孕时间,体外孵化的风险自然比孕期时要小。

所以很多生物都选择了卵生,在这种情况下,就没有必要通过独立的通道去繁殖,毕竟,动物的蛋要比胎儿小得多,泄殖腔完全可以胜任。

就连已经是哺乳动物的鸭嘴兽,也是选择了卵生,下蛋之后再进行孵化,这对母体来说,就减少了很多的风险。

不过鸭嘴兽只能说是哺乳动物当中的“异类”,在恐龙灭绝之后,哺乳动物迎来了全盛时期,地球的面貌呈现出崭新的一面。

哺乳动物的进化

大约6500万年前,地球发生了第五次大灭绝事件,也就是白垩纪-第三纪生物灭绝,80%的生物消亡,最著名的就是恐龙的灭绝。

地球环境也随之改变,地壳运动使古大陆产生分裂,逐渐形成了和现在接近的大陆分布,气候变得温暖宜人,降水丰沛,河流纵横,这为哺乳动物的进化提供了理想的环境。

虽然也有很多哺乳动物在大灭绝中消失,但留存下来的物种无疑是具有进化优势的。

哺乳动物出现之前,地球上的动物都是冷血动物,可以根据环境的温度改变自身的温度,这会大大节省能量,使动物更好的适应环境温度的变化。

但冷血动物也有明显的弊端,最突出的就是无法使智力得到提升,自然就难以产生情感。

当环境改变或危险来临时,冷血动物缺乏足够的智力去应对,对待同类也没有情感,不懂得去维系整个种群的利益。

哺乳动物由于是恒温动物,大大减少了对环境的依赖,使它们可以在寒冷的环境中生存,并且增加了夜间活动的能力。

同时使体内的新陈代谢加快,提升了细胞对刺激的反应,这使它们更加“聪明”,而缺点则是需要耗费更多的能量。

好在地球环境的改变,使哺乳动物获得食物和水源更加容易,有了充足的能量来源,哺乳动物的进化不再仅限于对抗环境,而开始转变为物种之间的生存竞争。

随着哺乳动物智力的不断提升,进化出了复杂的社会结构,它们不再单打独斗,而是群居生活,不再像冷血动物那样对后代无情,而是逐渐有了家庭的概念。

研究表明,哺乳动物自远古时期,就有了“护崽”的行为,它们会照顾幼崽,并教会它们生存技巧,这都使种群的繁衍生存更加具有优势。

正是这样的进化路径,使哺乳动物有了胎生的繁衍方式,胎儿可以在母体内得到大量的营养,保证生长发育得更强,大大提升了后代的成活率,同时由于智力的提升以及群体生活的习性,对于出生后的幼崽可以进行保护,这是之前的动物难以做到的。

但是问题来了,胎生的幼崽体型,要比卵生大得太多,曾经“经济划算”的泄殖腔,就显得太窄了。

同时,卵生的情况下,蛋壳可以避免排泄物中的有害物质侵入幼体,但胎生则无法做到,这该怎么办呢?

人类与哺乳动物的进化选择

既然合在一起不利于进化,那就把它分开,哺乳动物要实现胎生的自然选择优势,就必须有更为适合的生殖与排泄系统。

人类作为哺乳动物进化的最高级生物,女性的交配、排泄、排遗孔道全部分开,这是有极大的生存竞争优势的。

人类胎儿在母体内发育期间,会通过胎盘吸取营养,再通过母体的循环系统排出废物,并会有自己单独的活动场所,这就需要有足够的空间才能实现,必须有一个独立的系统才能完成。

同时在生产过程中,要确保胎儿顺利出生,就要有相应的通道,相比于泄殖腔,人类的通道具有良好的扩张性,在分娩过程中极大的提高了母体和胎儿的存活率。

人类的排泄也不像鸟类那样随意,因为泄殖腔并不能控制排泄,如果是这样,将非常不利于人类直立行走,对于其他哺乳动物来说,这种排泄方式同样有很大问题,会将自己的踪迹暴露在天敌面前。

所以鸟类甚至连膀胱都可以进化掉,这样反而更利于它们减轻自身重量,更好的在空中飞行。

同时,独立的排泄系统可以使人类更高效的实现水分的利用,并带走体内产生的尿酸、尿素等废物,而不必去和排便同时进行。

粪便中含有大量细菌,对于人类来说,这些细菌对其他系统是有威胁的,所以也需要一个独立的通道进行排便,更不可能与生殖通道混在一起。

可能有人会有疑问,为何男性的排泄和交配仍使用同一通道呢?实际上,人类在胚胎初期是不分男女的。

在Y染色体的作用下,才会发育成男性,而男性并不承担怀胎和生产的任务,将排泄和交配通道合二为一才是最优选择。

同时,尿液在排出的时候,可以对通道进行冲刷,即便有细菌进入通道,也能够被尿液带走,这在一定程度上保护了男性的健康,所以男性排泄器官患病的机率,要比女性低很多。

但女性如果也是这样,尿液则会对胎儿造成极为不利的影响,所以还是分开要更好,可是这样“三开口”的结构,就会有更大的机率患上疾病,所以女性的确在繁衍后代方面做出了很大的贡献。

世界缤纷多彩,地球因为生命的存在而变得欣欣向荣,多样化的物种又使地球形成了独特的生态系统,人类只不过是这其中的一员,只不过在漫长的进化过程中,做出了最有利于自己的选择。

人类以及大多数哺乳动物不再使用泄殖腔,而是将排泄、排遗与交配通道分开,这是进化的自然选择,但多多少少,也是物种自身努力适应自然环境的一种必然。

人类作为智慧生物,虽然掌握了利用自然的能力,但依然要敬畏自然,敬畏生命,地球是所有生命的母亲,爱护并保护她,人类才会有更为美好的未来。

0 阅读:111