知乎日報:為什麼鼻子和嘴巴聯通?

  關於這種知乎日報:中國父母在教育上普遍存在哪些問題?" href="/zh-tw/classic/XYzhFBIzQT.html">問題……最重要的一點就是要從進化歷史的角度來想問題,而不是自己覺得什麼樣子比較好生物就真的會被設計成什麼樣子……

  1.魚類祖先中的鼻與“肺”

  與直覺不同,鼻子最基礎的作用其實不是呼吸,而是嗅覺。一般魚類的鼻子都是不與口咽腔相同的,也就是說:只有外鼻孔,而沒有內鼻孔。大多數現存的魚都可以說有 2 對外鼻孔,水流從前面的鼻孔流進,流經嗅囊之後再從後面的鼻孔流出。可以很容易地看出:魚類的鼻子是沒有呼吸功能的。

  白斑狗魚(Esox lucius)頭部側檢視;A 前鼻孔,P 後鼻孔(引自 Jonathan P.L Cox,2008)

  雖然一般魚類的呼吸任務都是由鰓來完成的,然而在某些魚類中,鰾可以部分起到肺的作用,來進行輔助呼吸,比如雀鱔和弓鰭魚。有證據表明,魚的鰾與陸生脊椎動物的肺是同源的。而鰾和肺都是原腸的衍生物,是與消化道連通的。在現生的鰾輔助呼吸的魚中,這輔助呼吸也是透過在水面上空氣從口經由消化道進入鰾來實現的。所以我們有理由認為,在祖先狀態下,這種鰾,或者說“肺”的呼吸中,空氣也是從口進入的。

  2.內鼻孔的出現

  在現生陸生脊椎動物的肺呼吸中,空氣一般都是從鼻進入的,這就要求它們都要具有內鼻孔。關於內鼻孔的出現有幾種不同的觀點,目前比較流行的觀點是原先的後外鼻孔逐漸漂移,從而變為了內鼻孔。

  長期以來這種觀點的主要疑難在於不能發現後外鼻孔與內鼻孔的中間過渡型別,而 2004 年,朱敏和 Per E. Ahlberg 發現肯氏魚(Kenichthys)的後外鼻孔恰好處在漂移的過渡階段,處在上頜骨和前頜骨之間,打斷了頜弓。為這種漂移學說提供了有力的證據。

  3 種肉鰭魚類的鼻孔位置;a,肯氏魚(Kenichthys campbelli)的頭骨側檢視;b,c,楊氏魚(Youngolepis);d,e,肯氏魚(Kenichthys);f,g,真掌鰭魚(Eusthenopteron);b,d,f 為側面觀;c,e,g 為腹面觀(Mx 上頜骨,Pmx 前頜骨,n.a 前外鼻孔,n.p 後外鼻孔,ch 內鼻孔;引自 Min Zhu & Per E. Ahlberg,2004)

  總結一下,鼻子本無呼吸功能,內鼻孔的出現才使得鼻子能夠承擔呼吸的任務,當口閉合或取食時,鼻子就成為了陸生脊椎動物呼吸的惟一通道。

  關於皮膚呼吸,比如說兩棲動物就是有的,然而這不利於防止水分散失,這或許是其他陸生脊椎動物並無皮膚呼吸的原因。

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