【科普花園】
科技** 北京2月20日電(記者張家新)約375億年前,長相滑稽的蒂塔里克魚以一種適應環境的新方式冒險上岸:它的裂翅推動它在陸地上“行走”,喉嚨裡的氣囊讓它能夠在空氣中“呼吸”。 Titarik 魚實際上有鰓,被認為是已知最早的四足動物的共同祖先。 在數億年的時間裡,四足動物催生了無數物種,包括智人。 那麼,如果人類是從魚進化而來的,為什麼他們沒有鰓呢? 據美國趣味科學網18**報道,人類之所以用肺而不是鰓來呼吸,與進化過程中的自然選擇有關。
其中一種解釋是,鰓需要保持濕潤才能有效工作,因此,它只適用於水生動物。 鰓的表面積很大,有數千條微小的血管,使氧氣很容易進入血液。 美國蒙大拿州立大學的進化生物學家克里斯·奧爾根(Chris Orgen)說,當水通過鰓時,氧氣被吸收,二氧化碳被擴散出去。 如果陸地動物有鰓,這些鰓會很快乾涸,這不是一種有效的呼吸方式。
另一種解釋是,肺對陸地上的生活有顯著的優勢。 當魚類祖先還生活在水生環境中時,它們除了鰓外,已經有肺了。 因為只有有肺的魚才能上岸到達陸地並在陸地上生存。 現有證據表明,早期的肺進化成像蜥蜴一樣的簡單肺,然後進化成哺乳動物特有的細分肺。 值得注意的是,哺乳動物進化了橫膈膜,其歷史可以追溯到3億年前。
相反,無用的結構往往會消失。 隨著時間的流逝,鰓逐漸退化,約3在15億年前的石炭紀時期,鰓終於從陸生動物身上完全消失了。 大約在那個時候,第一批爬行動物的祖先,以及第一批鳥類和哺乳動物,開始進化。
令人驚訝的是,原始魚有肺。 雖然鰓擅長從水中提取氧氣,但它們提供的氧氣較少,不適合需要更多氧氣的大型動物。 此外,季節變化也會影響水中的氧氣含量。 因此,魚的氣囊(原始肺)允許它們吸入水面以上的空氣以補充氧氣攝入。
實際上,人類並沒有進化到完全失去早期的鰓。 人類胚胎具有生理特徵:稱為咽弓的微小鰓狀褶皺。 雖然它們不是真正的鰓,但它們絕對是早期鰓的“殘餘”。 在整個胚胎發育過程中,咽弓成為下頜、喉嚨和耳朵的一部分。 沒有咽弓,動物的頭部就無法形成。 水生的、呼吸鰓的物種在胚胎發育中也具有這種結構。 不同之處在於這種結構是否在不同動物中進化成真正的鰓。 (張家欣)。
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