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为什么大多数雄性动物的交配和排泄共用一个器官,人类却不是?

地球上的生物种类是非常惊人的,科学家还没有能力完全把地球上所有的物种都找全。客观地说,已知的物种要比未知的要少得多,尤其是对微生物的了解。不过,在现在已知动物当中,有一个非常普遍的现象,大多数的雄性动物的生殖(交配)和排泄都是共用一个器官,也就是说排尿和排便是一起的,并且和生殖共用同一个器官,比如:鸟类,只有一个泄殖腔,负责了生殖和排泄,两者是同一个通道,同一个开口。

而在这方面,人类就很独特,生殖、排尿、排便是由三个系统分别来负责的,其中男性是“三通道,两开口”。那么问题来了,为什么大多数的雄性动物生殖(交配)和排泄都是共用一个器官,而人类却没有采取类似的结构呢?

生物演化

要了解这个问题,就得搞清楚:地球上的生物到底是咋来的?

首先,按照现在的科学研究来看,有一个生命起源的主流假说:海底热泉口假说,地球上第一个生物诞生于40亿年前的海底热泉口,依靠着热泉口附近的氢离子定向移动来给自己提供能量;同时根据RNA世界假说,这时候的生物主要是依靠RNA作为遗传物质。早期的生物主要是原核生物,细胞结构要比现在简单得多。那么,后来的生物又是咋来的呢?

按照现在学术圈最主流的思想,地球上现在的生物都是演化而来,而解释这个演化规则的则是:进化论。也就是说,生命起源之后,后来的生物都是在之前的基础之上演化出来的。

早期生物速度非常慢,都是在单细胞生物的水平上发展。一直到了距今5.42亿年前,地球上发生了一场规模巨大的生命大爆炸,史称寒武纪生命大爆发。在2000万多年里,诞生了地球上最大多数的门类动物。

按照现代生物分类学,生物的分为:界、门、纲、目、科、属、种。比如,现代人就是动物界-脊索动物门-哺乳纲-人科-人属-智人种。这个分类依据就是依靠着分子生物学和进化论为基础的,体现了生物演化的路径。门类动物的出现,奠定了地球的生物多样性。

而就在门类动物诞生之初,许多门类动物采用的就是生殖(交配)和排泄都是共用一个器官的方式。而后来的许多生物都是在此基础上演化而来,所以大多数的生物也都沿用了这样的方式。除了我们提过的“鸟类”之外,蛔虫、软骨鱼、爬行类、两栖类都是采用这样的结构。

为何人类会不一样?

照理说,人类也属于脊索动物门,也应该是采用这样的方式。这在早期的人类胚胎中,也可以看出来。科学家就发现,人类胚胎在四个周左右时,也具有“泄殖腔”这样的结构,随着胚胎的发育,泄殖腔逐渐分化为了泌尿和生殖两个部分,这说明人类的祖先很早一起也是采取类似的生理结构。

大概在距今2亿年前,脊索动物门中有一支逐渐演化出了哺乳纲动物。而哺乳纲动物实际上就是人类的祖先,其中一部分哺乳纲动物采用的就是排尿、排泄和生殖三个系统共用的结构,雄性通常都是“两开口”,人类也继承了这个特点。所以,要问人类为什么不一样,实际上就是在问这部分哺乳纲雄性为什么不一样?

客观地说,这部分哺乳动物的雄性采用“两开口”肯定是来自于“突变”,要知道“突变”是随机的,并没有特定的方向。

而皮肤开口越多,被病毒或者其他病原体入侵的概率就会越高,免疫系统的负担就会越重,消耗的能量也就越大,也就越容易在自然选择中被淘汰。事实上,哺乳纲动物也曾多次差点因此而灭绝。

我们都知道,恐龙曾经称霸地球,当时哺乳纲动物就是存在的。而当时地球表面的大陆是连成片的,大陆除了沿海的区域之外,都十分干燥。

恐龙采用的是“单开口”的泄殖腔结构,可以充分利用水分,节省能量,而哺乳纲动物的结构是不利于存水的,并且更加耗能。所以,这使得哺乳纲动物曾经一度要接近于灭绝的状态,只能在较低的生态位上苟延残喘。

直到6500万年前,一颗直径10公里的小行星撞击了地球,扬起的尘土遮蔽了阳光,植物大量死亡,食草恐龙逐渐灭绝,食肉恐龙也逐渐灭绝,只有一小部分幸存者最终演化成了现在的鸟类。

这才使得哺乳纲动物有机会逐渐崛起,而此时的哺乳纲雄性大多还保留着当初“两开口”的结构,此时由于大陆已经分裂开,也不再那么干旱,因此这样的结构缺失显得没有那么的明显。与此同时,由于哺乳纲动物在其他方面的技能点要开始爆发式的增长,比如:保持恒温的特点可以帮助哺乳纲动物更好地应对环境所带来的的变化。再比如:哺乳纲动物的牙齿结构也在此时得到了大幅度的提升 ,能够高效地咀嚼食物,更高效地获取能量,这也弥补了“两开口”结构的缺失。

所以,这样的“两开口”身体结构才得以保留。从这里我们也不难看出,生物演化是一个系统性的演化,一个生物可能同时拥有有利的性状和不利的性状。综合下来,只要能够适应环境,那么就有机会留存下来。哺乳动物(包括人类)正是因为在其他方面把技能点都点满了,所以才使得这样的不利结构可以保留下来。