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为什么感觉不少雄性动物都是排泄和生殖共用一个器官,有没有更优的进化方案?

确实是这样的,几乎所有雄性高等动物都存在尿道和生殖腺开口共用的情况,只有鲨鱼和几种蜥蜴是例外(鲨鱼没泌尿系统,人家用皮肤尿尿)。不过,这已经是自然选择机制通过几亿年筛选得到的最优方案了。


“人体公司”的演化方式

我们的身体就是一个公司,八大系统就是八个部门,大脑是经理,但决定公司演化走向的不是他,而是董事长——自然选择先生。这位“自然选择先生”是一个标准抠货,人称“自扒皮”。他的理念只有一条:用最少的部门最少的人手完成尽可能多的工作。

图:人体八大系统

自打单细胞生物演化成鱼类以来,“自然选择先生”就再也没有主动添加一个部门,他不允许加法式的演化。鱼登上陆地需要呼吸空气?行!“消化系统吗?让食道加一个囊。循环系统吗?拿毛细血管把这囊包上,就在这儿进行气体交换”!“啥?需要牙齿,申请成立食物预处理部门???不行!秘书,把鱼鳞的DNA段落改一下送口腔去”!“要咀嚼食物需要下颌?来秘书,腮弓不是用不着了吗,把第三对改一下弄成下巴”!“生殖系统想要一个单独出口?你咋不上天呢?滚回去继续跟泌尿共用出口,再废话把你弄肛门里去”!


瞧,在缺少相应部门时,他总是让现有员工去培训,增加新技能。能省就省,力求简单高效。如果不是生存环境发生根本性改变,他是不会考虑增加人手的,就更别说增加部门了。

减法式演化的好处

高等生物的演化总是趋向于让身体更简洁更高效。这并不难理解,部件越多,能量消耗越高;组件越复杂,胚胎发育中出现错误的可能性就越高。如果想形成有全新功能的器官,就需要通过突变在DNA分子中增加新碱基,这是一个相当危险的过程,获得有益突变的概率并不高。

图:有益突变
图:有害突变😂

在我们的DNA中,核苷酸分子里碱基的排列顺序构成了遗传信息。这些遗传信息可以通过转录过程形成RNA,再通过翻译产生多肽,最终形成蛋白质,构建我们的器官。减法式演化通过抑制某些基因段的表达来实现,也就是用一种叫“dsRNA”的东西参与染色体的修饰,使其中的组蛋白和DNA发生甲基化作用。

图:DNA甲基化示意图

甲基化可以让相应基因段不能被转录,从而导致受阻基因不能表达,让这些器官不能发育完全或者根本不发育。比如马的其它四个脚趾,比如我们的尾巴。

部件的增加很困难,但减少很容易。所以从鱼类开始,动物们实际上并没有增加什么新组件,我们身上的器官几乎全是鱼类已有器官的特化、分化和增强版。泌尿生殖两系统共用一个出口也没什么不好,冒着突变失败的风险再长出个专用于尿尿的开口来?不嫌裤衩勒得慌?

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