世界上的動物形態各異,身體結構和生存方式各不相同,但卻有一點出奇的相似,那就是繁殖和排泄器官大多混在一起。這是巧合嗎?當然不是。 世界上的動物雖然千奇百怪,但在進化之路上都要遵循相同的規則,即生存競爭和自然選擇。后代會繼承父母的特征,但并不會與父母完全相同,因為生命的傳承除了遺傳之外,還有變異。變異會使個體之間出現差異,而這種差異將會決定哪些個體能夠在生存競爭中獲得勝利。當然,生存競爭比得并不是誰更強大,而是誰更能夠適應環境。 更能夠適應環境的變異會通過自然選擇被保留下來,于是在整個種群之中,適應性更高的個體越來越多,這些特征會被遺傳給后代,最終使整個種群都向著更能適應環境的方向演化。 由此可見,變異雖然是隨機的、不可控的,但哪種變異能被保留下來卻不是一個隨機的事情,也就是說任何一種生物特征的出現都是存在原因的,只有具有優勢的特征才會被保留下來。那么,繁殖和排泄器官混在一起到底有何優勢呢?以至于絕大多數動物都擁有類似的特征。 雖然絕大多數動物的繁殖和排泄器官都混在一起,但也不完全相同,有些是單開口模式的,而有些則是多開口模式的。 在遠古時期,地球上出現的動物大多數都是單開口模式的,而這個身體結構就被稱為“泄殖腔”。泄殖腔是一種兼具排泄功能和生殖功能的器官,位于消化道和外周體壁之間。這種結構其實是有很大優勢的,首先一點就是能夠節約體內空間,這一點對于一些體型較小的動物尤為重要。 其次,從生理活動上來看,排泄和繁殖是頗為相似的。 兩者都需要囊括液體的存儲、運輸以及排出,所以將二者合為一體有助于簡化身體的生理過程,這種“一路多用”的模式能夠有效降低體內器官的復雜程度,從而減少能量的消耗。所以,時至今日仍然有很多動物采用的是這種單開口的泄殖腔模式,比如鳥類。有人不吃家禽,覺得它們臟,就是因為這種動物的糞便、尿液和繁殖全都使用同一個通道。相比這種單開口的泄殖腔模式,多數哺乳動物的繁殖和排泄系統就要復雜一些了,雄性采用的的雙開口模式,而雌性則是三開口模式。 大多數雄性哺乳動物的繁殖和尿液共用同一個出口,而糞便單獨一個出口,而雌性的尿液、糞便和繁殖都單獨使用一個專門的出口。 那么,這種設計的優勢何在呢?相比鳥類和爬行類動物來說,哺乳動物要更加高等,身體結構也要復雜很多,將排泄系統和生殖系統進行分離,能夠讓兩套系統在功能上更加專門化。排泄系統專門化了,對身體代謝產物的處理能力就提高了,而專門化的生殖系統也能夠更好地滿足繁殖過程中的生理需求。如此一來,身體的整體效率便得到了提升。 由于哺乳動物的身體代謝率更高,所以排泄系統和生殖系統需要不同類型的分泌物,將二者分開,能夠有效減少污染,降低感染的風險。 而且,哺乳動物相比其它動物而言,繁殖行為更加復雜,一個專門的通道既方便受精,也便于胎兒的發育。從更高的視角來看,生殖和排泄的分化也給了個體更大的生殖選擇權,在客觀上強化了適者生存的自然選擇效果,促進了種群的演化。 |
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