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人进化出了肺,那鳃到哪里去了?

提问:如果人类是由鱼进化而来的,为什么我们反而不能在水里呼吸呢?

因为你的鳃早已经演化成了更有用的器官。


(相关资料图)

这些器官让你在5亿年的演化史上,获得了非凡的成功,而你却在怀念5亿年前那个简陋的滤氧装备。

不得不说,我们祖先的鳃真的是一个宝贝。

鳃演化而来或有渊源的组织器官有:

下颌、颊部、嘴唇、舌头(及相关软组织和肌肉)、口腔前庭、耳管、中耳、咽喉(及相关软骨和肌肉)、三叉神经下颌支、部分面部迷走神经、舌咽神经、喉返神经等等。 同时鳃动脉还与大动脉弓、肺动脉、锁骨下动脉、内外颈动脉的形成有关。 而与内分泌有关的上皮小体、胸腺、鳃后体则是鳃囊发展而来。

也就是说,从人的上颌画一条线一直到中耳,然后一直往下到肺部,这个范围内绝大多数的组织和器官,都是来源于鳃。

那这些组织器官又是如何演化来的呢?

我们知道,鱼类是原索动物进化来的,而在原索动物身上便有鳃的雏形——鳃裂(咽鳃裂)。

5.3亿年前,我们的祖先还是类似皮卡虫这样的4cm动物。

它的生理结构接近文昌鱼,为了在水中呼吸,拥有几十上百个的鳃裂。当然这个时候的鳃裂原始而简单,呼吸能力弱,所以才以量取胜。

随着原始脊椎动物出现,鳃裂出现了优化。

一方面鳃裂的滤氧能力得到了增强,另一方面大量鳃裂退化,剩下的鳃裂合并,进化成了鳃弓。

早期无颌鱼类,例如昆明鱼和海口鱼,可能多达9个鳃弓以上(原始鱼类鳃弓数各不相同)。

4.3亿年,一部分鳃 退化 ,鳃弓 进化 出了下颌、舌头。偶鳍的鳃弓起源说基本上已经否定,不过下颌、舌头的演化发展基本实锤。

下颌、三叉神经下颌支源于第一鳃弓。

舌和相关的软骨、肌肉,以及神经源于第二鳃弓。

第一二鳃弓之外的鳃,被称为全鳃(也即有颌鱼类的呼吸器官)。

初始全颌鱼

下颌的出现,让鱼类从此告别了滤食生活,最终在几千万年的时间,彻底颠覆了海蝎子的统治,成为了食物链的主宰。

如果没有第一鳃弓、第二鳃弓的退化,可能你还在海底滤食浮游生物为生。

而且,舌头的出现,也是4亿年后我们诞生语言的关键。

4亿年前,鱼类分化出硬骨鱼和软骨鱼,鳃弓再次出现了不同的退化。

其中软骨鱼多数7个鳃弓,硬骨鱼6个鳃弓。它们的第5对鳃弓退化,演化为咽喉齿(鱼类),还剩下四个全鳃。

梦幻鬼鱼

3.8亿年前,肉鳍鱼出现,紧接着出现了四足类动物。

第4对鳃弓和第6对鳃弓的鳃 退化 ,鳃弓则 进化 成了咽喉部位的软骨、肌肉,以及相关神经。

大名鼎鼎的喉返神经,便是第6鳃弓进化而来的。

可以想象腕龙的喉返神经,会多么的亚历山大。

理论上来说,腕龙的喉返神经传递时间需要0.3s左右,能够明显感受到延迟。

幸好喉返神经是有髓鞘神经纤维,如果是无髓鞘神经,延迟时间可以达到10s左右。

树懒:谁说有髓鞘,就一定快了?

虽然我们的肺和鳃没有直接的关系。

但正是因为鳃的让步和退化,我们才一步步进化出了下颌、舌头、咽喉,以及肺部。

而那些鳃没有退化的鱼类,依旧还是鱼类。

可以这么说, 没有退化,便不存在进化。

登陆的提塔立克鱼

鳃弓进行上的残留,也让人类遭受一些莫名的病痛,例如下颌三叉神经痛,偏头痛也而可能和相关神经有关。包括打嗝在内,也可能是进化为两栖动物时产生的。

至于耳盲管之类的进化BUG,出现发炎时,甚至可能危及生命。

鳃对耳朵进化的贡献也十分巨大,虽然它没有左右耳朵的起源,但却对中耳关键结构的形成起到决定性作用。

退化的鳃弓,演化出了中耳的三块听小骨——镫骨、砧骨和锤骨,这具有传递和放大声音的作用,从而大大优化了我们继承自鱼类的听觉,同时要让我们再登陆后,给生存竞争带来了前所未有的优势。

总之,在鱼类登陆时,鳃终于完成了它的所有使命,退出了历史。

然而它演化出来的各种器官,也为我们祖先的生存竞争带来了决定性的影响。

一直到人类出现以前,强有力的下颌,都是海陆空动物登顶食物链的利器。

它发展出来的支持肺的相关组织,一直保证我们我们呼吸了上4亿年的空气。

它发展出来的血管,依旧在孜孜不倦地为我们提供新鲜的氧气和营养。

它发展出来的神经控制着我们的面部,让我们有着丰富的表情,从而可以完成各种复杂的社交。

它发展出来的腺体以及中耳结构,对我们的生存有着至关重要的影响。

……

它牺牲了自己,带给了你最好的东西。

你却认为那原始的滤氧器官是有利的优势。

◀ 写在最后 ▶

这个问题,题主犯了两个致命的错误:

1、抛开生存环境谈有利:

有利的特征都是生境筛选出来的,哪怕在其它环境中再具有优势,对于其所在生境不利便可能被淘汰掉,而轻微不利或中性的基因,则可能因为遗传漂变而最终稀释甚至消失。

生物进化都有着节能趋势,总是倾向于把曾经的优势器官进行改造升级,修修补补来适应新环境。当两个环境的生存条件互相矛盾,自然便可能彻底牺牲掉了曾经的功能。

2、认为人类朝着更加智能的方向发展:

如果恐龙没有灭绝,到了今天进化出智慧生命,并发展出文明,可能就没有人类什么事儿了。如果它们的古生物学家进行考古,一些恐龙人,不仅可能会总结出,恐龙人朝着更加智能的方向发展,还能得出恐龙人总是朝着体型更大的方向发展。

如果人类祖先是在6500万年前灭绝,恐龙人在研究我们后会得出这样的结论,这种生物从3亿年前就在开始退化,首先是它们的体型缩小了,其次它们进化出了胎生。虽然这种特征保证了单个幼崽的存活率,但在恶劣环境下也限制了种群发展,最终导致它们在6500年前的环境骤变中灭绝。甚至它们还牺牲了三色视觉,甚至变成了夜行动物,这些都不是主流优势特征。

地球最繁荣的生物是植物,最繁荣的动物是节肢动物,其次繁荣的是鱼类,再其次繁荣的是软体动物和环节动物,再之后才是包含人类的哺乳动物。然而我们作为唯一的智慧生物,所有的解释权都是在我们手上。

我们在进行解释的时候,总是会不自不觉得以我们自己为中心,认为我们的核心竞争力就是最有优势的。同时把我们死去的远祖一个个拉出排成队,骄傲地说,看我们进化得多成功。

但实际,我们只是最后淘汰剩下的幸运儿罢了,我们在7万年前濒临灭绝之际,抓住了最后的机会而已。不说在更加古老的年代,哪怕我们就是在7万年前灭绝。在遥远未来诞生的其它物种文明,也只会是把我们当做一种比较聪明的灵长类看待。

人类未来如何演化方向,现在的无法下定论。但只要有着各种各样充分的生境压力,人类便可能朝着各种方向演化。可能发展出更发达的大脑,大脑也可能发生退化。

就像海鞘牺牲掉了脊索,如果能获得前所未有的躺平人生,人类也可以不用再要脑子。

海鞘:哇

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