动物的繁殖和排泄器官大多混在一起,为什么?这种设计有何优势?

科学信仰 2024-02-18 08:12:25

世界上的动物形态各异,身体结构和生存方式各不相同,但却有一点出奇的相似,那就是繁殖和排泄器官大多混在一起。这是巧合吗?当然不是。

世界上的动物虽然千奇百怪,但在进化之路上都要遵循相同的规则,即生存竞争和自然选择。后代会继承父母的特征,但并不会与父母完全相同,因为生命的传承除了遗传之外,还有变异。变异会使个体之间出现差异,而这种差异将会决定哪些个体能够在生存竞争中获得胜利。当然,生存竞争比得并不是谁更强大,而是谁更能够适应环境。

更能够适应环境的变异会通过自然选择被保留下来,于是在整个种群之中,适应性更高的个体越来越多,这些特征会被遗传给后代,最终使整个种群都向着更能适应环境的方向演化。

由此可见,变异虽然是随机的、不可控的,但哪种变异能被保留下来却不是一个随机的事情,也就是说任何一种生物特征的出现都是存在原因的,只有具有优势的特征才会被保留下来。那么,繁殖和排泄器官混在一起到底有何优势呢?以至于绝大多数动物都拥有类似的特征。

虽然绝大多数动物的繁殖和排泄器官都混在一起,但也不完全相同,有些是单开口模式的,而有些则是多开口模式的。

在远古时期,地球上出现的动物大多数都是单开口模式的,而这个身体结构就被称为“泄殖腔”。泄殖腔是一种兼具排泄功能和生殖功能的器官,位于消化道和外周体壁之间。这种结构其实是有很大优势的,首先一点就是能够节约体内空间,这一点对于一些体型较小的动物尤为重要。

其次,从生理活动上来看,排泄和繁殖是颇为相似的。

两者都需要囊括液体的存储、运输以及排出,所以将二者合为一体有助于简化身体的生理过程,这种“一路多用”的模式能够有效降低体内器官的复杂程度,从而减少能量的消耗。所以,时至今日仍然有很多动物采用的是这种单开口的泄殖腔模式,比如鸟类。有人不吃家禽,觉得它们脏,就是因为这种动物的粪便、尿液和繁殖全都使用同一个通道。相比这种单开口的泄殖腔模式,多数哺乳动物的繁殖和排泄系统就要复杂一些了,雄性采用的的双开口模式,而雌性则是三开口模式。

大多数雄性哺乳动物的繁殖和尿液共用同一个出口,而粪便单独一个出口,而雌性的尿液、粪便和繁殖都单独使用一个专门的出口。

那么,这种设计的优势何在呢?相比鸟类和爬行类动物来说,哺乳动物要更加高等,身体结构也要复杂很多,将排泄系统和生殖系统进行分离,能够让两套系统在功能上更加专门化。排泄系统专门化了,对身体代谢产物的处理能力就提高了,而专门化的生殖系统也能够更好地满足繁殖过程中的生理需求。如此一来,身体的整体效率便得到了提升。

由于哺乳动物的身体代谢率更高,所以排泄系统和生殖系统需要不同类型的分泌物,将二者分开,能够有效减少污染,降低感染的风险。

而且,哺乳动物相比其它动物而言,繁殖行为更加复杂,一个专门的通道既方便受精,也便于胎儿的发育。从更高的视角来看,生殖和排泄的分化也给了个体更大的生殖选择权,在客观上强化了适者生存的自然选择效果,促进了种群的演化。

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  • 2024-02-18 21:21

    人体太过精密,甚至它们在身体里干什么,我们都不知道[笑着哭]

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