膀胱是哺乳動物共有的一個器官,這個器官是由肌肉包裹的一個囊狀器官,作用也很簡單-存尿和排泄。從我們人類的角度看,人類有如廁的習慣,這樣儲存尿液很有必要,畢竟不能隨地大小便。但是,對於可以隨時排泄的野生哺乳動物來説,它們為什麼會演化出膀胱這個器官呢?我們一起來聊一下這個有意思的問題。
有固定的“廁所”並不是哺乳動物演化出膀胱的原因,因為人類在演化之初是沒有廁所的,在距今約300萬年前,人類的祖先與其他野生動物一樣,都居住在野生環境下,而在這種環境下,人類像其他野生動物一樣都可以隨地的大小便,畢竟那個時候還沒有“文明”這個詞。那麼,哺乳動物膀胱的演化與什麼因素有關呢?膀胱並不是哺乳動物專有的器官
雖然所有的哺乳動物都有膀胱,但是膀胱並不是哺乳動物獨有的器官,在許多陸生脊椎動物的體內都有這麼一個器官,比如大多數的兩棲動物、大多數的爬行動物,它們都有膀胱,甚至於在水中生活的魚類以及圓口類動物也有膀胱,因此,在什麼環境中生存不是動物演化出膀胱的關鍵所在。(下圖為魚的生殖和排泄系統,魚的膀胱位於肛門後方,體積遠小於魚鰾,同樣也是用來存儲和排泄尿液的)
在整個的脊椎動物中,最常見的沒有膀胱的動物當屬鳥類了,而大多數鳥類之所以沒有膀胱,並不是它們從出現開始就沒有,而是在漫長的演化過程中“丟掉了”。原因很簡單,現存的鳥類是由恐龍時代的有羽毛的小型恐龍演化而來的,而恐龍是有膀胱這個器官的(科學家在美國科羅拉多州發現一具恐龍化石,其內部有“浴盆型凹陷”)。其次,在現存的鳥類中,鴕鳥作為大型的不會飛的鳥類,它的泄殖道末端就有一節膨大的,類似於膀胱的器官,作用也是儲存和排泄尿液。因此鴕鳥在排泄時,是會先排尿,再排便的,與其他鳥類通過泄殖腔直接將屎尿混合物排出的方式不同。
由此可見,脊椎動物原本都是有膀胱的,只不過在後來的演化中,大多數保留了這一特徵,少數的退化掉了。因此,我們可以從自然選擇的角度去看,為什麼那些沒有膀胱的哺乳動物被淘汰了?這個角度去分析一下,膀胱對於哺乳動物存在的意義。
為什麼沒有膀胱的哺乳動物會被淘汰掉?既然演化是無序的,而現存的哺乳動物都有膀胱,所以,我們就假設在演化的過程中,出現過一些沒有膀胱的哺乳動物,看它們為什麼沒有活下來,這樣也就能夠找出為什麼現存的哺乳動物都有膀胱的原因了。
首先是水的利用
哺乳動物的膀胱是能夠儲存尿液的,而在尿液排出來之前,它們在動物體內是能夠再次被吸收的,畢竟尿液中含量最高的也是水。由於哺乳動物的器官分化明顯且全面,所以在能量和水的需求上就要高於其他動物(同體型而言)。因此,有了膀胱這個器官,當哺乳動物沒有找到水源時,這些儲存的尿液就能再次被身體吸收。而且儲存尿液的量也比較大,在極端缺水的環境下,動物甚至可以用排泄出來的尿液暫時的補充一定的水分,這樣有膀胱的哺乳動物顯然就比沒有膀胱的生存能力要強。這是原因之一。
其次是躲避天敵和標記領地從食性上看,哺乳動物可以分為植食性、肉食性和雜食性三大類。對於大多數植食性動物和雜食性動物而言,它們所處的生態位相對較低,生境中往往埋伏了大量的食肉動物。有了膀胱這個儲存尿液的器官後,這些動物能夠定時定點的排泄,這樣只需要在完成後離開排泄得,就能避免食肉動物根據尿液的氣味鎖定自己,而那些沒有膀胱,隨地大小便的動物,更容易被食肉動物跟蹤捕殺。
對於食肉動物來説,它們儲存尿液是用來標記領地的,如果沒有膀胱,它們想要標記領地是很困難的,畢竟標記領地需要一定的尿液量,隨時能排泄,顯然留不下太多的氣味。這樣,與同類、同食性的動物衝突就會增多。同時如果食肉動物沒有膀胱,它們的氣味也會被食草動物發現,從而降低捕獵成功率(水中的魚類也是一樣,一路遊一路排泄的話,也容易被天敵鎖定)因此,膀胱對於食草動物躲避天敵的跟蹤是極其有利的,對食肉動物標記領地避免不必要的衝突也是至關重要的。(下圖為巡視領地的雄獅)
總結哺乳動物都有膀胱,這是因為膀胱的儲存尿液的作用更有利於哺乳動物的生存,比如防止捕食者的跟蹤、標記領地、更好地隱藏自己等等,而那些沒有膀胱的哺乳動物在漫長的演化中,早就被淘汰掉了。
其次,大多數的鳥類之所以沒有膀胱,是因為它們在飛行時,身體產生的廢物也多,如果不及時的排泄,存入膀胱中,反而不利於自己的飛行。最後,雖然所有哺乳動物都有膀胱,但是蝙蝠的膀胱幾乎喪失了控制作用(憋尿),這也是因為飛行所需。