如果祖先是鱼,为什么人类没有鳃?

小夏 文化 更新 2024-02-21

【科普花园】

科技** 北京2月20日电(记者张家新)约375亿年前,长相滑稽的蒂塔里克鱼以一种适应环境的新方式冒险上岸:它的裂翅推动它在陆地上“行走”,喉咙里的气囊让它能够在空气中“呼吸”。 Titarik 鱼实际上有鳃,被认为是已知最早的四足动物的共同祖先。 在数亿年的时间里,四足动物催生了无数物种,包括智人。 那么,如果人类是从鱼进化而来的,为什么他们没有鳃呢? 据美国趣味科学网18**报道,人类之所以用肺而不是鳃来呼吸,与进化过程中的自然选择有关。

其中一种解释是,鳃需要保持湿润才能有效工作,因此,它只适用于水生动物。 鳃的表面积很大,有数千条微小的血管,使氧气很容易进入血液。 美国蒙大拿州立大学的进化生物学家克里斯·奥尔根(Chris Orgen)说,当水通过鳃时,氧气被吸收,二氧化碳被扩散出去。 如果陆地动物有鳃,这些鳃会很快干涸,这不是一种有效的呼吸方式。

另一种解释是,肺对陆地上的生活有显着的优势。 当鱼类祖先还生活在水生环境中时,它们除了鳃外,已经有肺了。 因为只有有肺的鱼才能上岸到达陆地并在陆地上生存。 现有证据表明,早期的肺进化成像蜥蜴一样的简单肺,然后进化成哺乳动物特有的细分肺。 值得注意的是,哺乳动物进化了横膈膜,其历史可以追溯到3亿年前。

相反,无用的结构往往会消失。 随着时间的流逝,鳃逐渐退化,约3在15亿年前的石炭纪时期,鳃终于从陆生动物身上完全消失了。 大约在那个时候,第一批爬行动物的祖先,以及第一批鸟类和哺乳动物,开始进化。

令人惊讶的是,原始鱼有肺。 虽然鳃擅长从水中提取氧气,但它们提供的氧气较少,不适合需要更多氧气的大型动物。 此外,季节变化也会影响水中的氧气含量。 因此,鱼的气囊(原始肺)允许它们吸入水面以上的空气以补充氧气摄入。

实际上,人类并没有进化到完全失去早期的鳃。 人类胚胎具有生理特征:称为咽弓的微小鳃状褶皱。 虽然它们不是真正的鳃,但它们绝对是早期鳃的“残余”。 在整个胚胎发育过程中,咽弓成为下颌、喉咙和耳朵的一部分。 没有咽弓,动物的头部就无法形成。 水生的、呼吸鳃的物种在胚胎发育中也具有这种结构。 不同之处在于这种结构是否在不同动物中进化成真正的鳃。 (张家欣)。

*:科技**。

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