为何离开水的鱼进化出了肺，重新进入海洋的鲸鱼，却没进化出鳃？

肺部是陆地脊椎动物的重要器官，它能够吸收新鲜空气，供身体细胞进行新陈代谢，另一方面，它还能排出二氧化碳等废气。生存在水中的鱼类是没有肺部的，它们的呼吸主要靠鳃来吸收溶解在水中的氧分子。

鲸鱼的肺部

地球上有足够多的证据证明，哺乳动物的遥远祖先是鱼类，远古的鱼类先进化成两栖类，两栖类再进化成爬行动物，最后才进化成哺乳动物。有人可能会问，鱼离开水能进化出肺，那为什么重新进入水中的哺乳动物，比如鲸鱼，却没进化鳃？

实际上，这个问题是对进化的一种曲解。物竞天择，适者生存，很多人认为，在自然选择压力下，一些物种会“无中生有”进化出一种能适应环境的特征，事实并非如此，真实的情况是，某种特征本来就存在，只不过环境的变化使得不具备这种特征的个体消失，具备这种特征的个体被保留下来，这才是进化的本质。

举个简单的例子，假设很久以前，一个草原上生存着一群鹿，其中有些脖子很短，有些很长，环境突然变化后，低矮的灌木丛全部死亡，只剩下高大的乔木，在这种条件下，脖子短的鹿因为吃不到高处的树叶全被饿死了，脖子长的鹿则被保留下来。于是，这种鹿就“进化”成长颈鹿了。

回到我们的问题上来，离开水来到陆地上的鱼，并没有因为在陆地上运动而进化出肺部，而是因为它们其中有些鱼，早就有了肺部，然后才能来到陆地上。为何有些鱼如此突出，会长出肺部呢？是基因突变，基因突变使得群体中出现“怪胎”，但这些“怪胎”却刚好能适应陆地，于是它们就在陆地上繁殖到千秋万代了。而那些原本的“正常鱼”，则继续被困在水里了。

腔棘鱼的肺部

陆地脊椎动物的肺起源于原始硬骨鱼的祖细胞结构，那种鱼有鳃，但肺很早就出现了，可能是从这种鱼的鳃周围的组织囊进化而来的。也就是说，原始硬骨鱼群体中，因为基因突变，出现了一些有肺的“怪胎”，后来这些“怪胎”发现自己体内的这个麻烦的东西，可以让它们走上陆地而不会因缺氧而窒息。于是这批“怪胎”就往陆地上发展了。

康奈尔大学利用计算机断层扫描（CT）技术进行的一项研究，在很大程度上证明了肺和气囊确实是同一器官的变异。它们证明了几种鳐鳍鱼，即鲟鱼、白鲟以及弓鳍鱼，都有肺动脉，就像脊椎动物的肺动脉一样，研究人员表明，所有这些鱼的共同祖先最初都有肺动脉供应的肺。

更重要的是，他们从化石研究中发现一种至今仍然存活的古老鱼类，非洲肺鱼，一种有肺部但仍生存在水中的鱼，它们在千万年前就已经进化出了肺部。可以肯定的是，它们早已有了向陆地发展的“硬件条件”，只待一种自然选择力量将它们赶上陆地了。

肺使脊椎动物能够离开水，最终征服陆地。哺乳动物最早出现于至少1.78亿年前，并在恐龙时代中活跃，直到6500万年前，大多数恐龙都灭绝了，哺乳动物才崛起。

非洲肺鱼

鲸鱼和海豚（鲸目动物）是哺乳动物，我们知道它们是从陆地祖先进化而来的。 鲸鱼对海洋来说相对较新，化石证据使进化生物学家能够追踪鲸鱼从陆地哺乳动物向海洋动物的转变。今天的鲸鱼仍然保留着他们登陆历史遗留下来的骨盆、股骨和其他典型的解剖特征，那是它们在陆地上生活的残余。

但鲸鱼没有进化出鳃，也没有进化出真正的鱼鳍，它们的鳍状肢具有骨骼结构以及软骨、关节和肌腱，如果你给海豚的鳍状肢拍X光，从肩膀到手指，它看起来几乎和人类的手臂一模一样。这是因为鲸豚类动物在进入水中之前，就没有鳃和真正的鱼鳍。

进化是单向的，只能失去，不能重新获得，进入陆地的鱼，只能失去鳃，但重新进入水中的鲸鱼，不能重新获得鳃。除非基因突变使鲸鱼群体中出现有鳃的“怪胎”，然后自然选择压力使得没有鳃的鲸鱼全部消失，最后鲸鱼才有可能进化出鳃。