知乎日报

每日提供高质量新闻资讯

头图

生物进化出排泄系统是自然选择吗?

jeonsango / CC0

生物进化出肛门或者类似排泄系统是不是自然选择?如果是,那有没有因无法排泄而灭绝的生物?

赵泠,遗迹是曾经讴歌繁荣的生命留下的缺页的梦。

不是。地球上大部分动物的共同祖先还有一批形态相似的现代亲戚,栉水母,人家就没有肛门。在吃到了大量食物的场合,栉水母可以在身上开个洞将废物扔出去,再将洞闭合消除。当然,你跟这帮拿纤毛划水、在演化史上分家之后再独自演化出肌肉和神经的老哥们是聊不来的。

刺胞动物过去叫腔肠动物,有口无肛门。如果吃下去的东西不能消化干净,就从嘴里吐出去。这在 6 亿年间充分证明了其有效性:有上下、左右、前后之分的两侧对称动物生生灭灭,放射对称、就分个上下的水母还在水里漂流。随着人类对海洋的污染和全球暖化、海水酸化,水母的数量还越来越多了,每年都会大爆发。考虑灭绝的物种数,你可能会推导出“有肛门将导致本物种全家死光光的概率提升超过百分之五十”的结论。

节肢动物没有肛门不算稀奇,有的成虫嘴都没有。

巨型管虫在收集到共生菌后嘴和肛门都不要了,肠道的一部分膨胀来容纳共生菌、其余消化系统一律再见,血液运输共生菌需要的营养物质。

深海鱼里也有幼年积累够了储备和 ATP、成年不要消化系统的。

一群生物有肛门,你说是自然选择产生的。另一群生物没有肛门,你还说是自然选择产生的。那自然选择到底干了些啥呢。

自然选择:

生物的遗传特征,在生存竞争中带来一定的优势或劣势,造成生存能力差异,进而导致繁殖能力差异,使这些特征被保存或淘汰。

  • 具体而言:种群中的个体,在跟无机环境(例如温度、水、阳光、空气)和生物因子(例如掠食者、共生物种、同种的其它个体、作为食物的物种、病原体)互动的时候,有概率受伤、失去繁殖能力或死亡;遗传变异和后天经历造成个体间的差异,可体现在保护色、感官灵敏度、奔跑速度、耐力、捕食手法、愈伤能力、生殖细胞活性、对特定病原体的免疫力等各个方面;个体差异在面对无机环境和生物因子时带来不同的优势或劣势,让个体长期存活并保持繁殖能力的概率出现差异,进而有概率让不同个体产生的可育后代的数量出现差异;个体差异如果可以遗传,具有特定优势或劣势的遗传特征便可影响一代代的后代,让这些遗传特征在种群中所占的比例增加、保持不变、减少乃至消失。
  • 自然选择是演化的主要机制,经自然选择生存下来就称为适应
  • 自然选择可以在不同层次运行。癌症可以理解为细胞层次的自然选择[1]:复制错误、辐射、病毒感染、药物干扰等造成不同细胞的性状差异,癌细胞重启继承自古老单细胞祖先的多个基因、在对抗免疫细胞和普通细胞时获得优势。而物种灭绝可以理解为物种层次的自然选择。

考虑有肛门的突变如何从无肛门的物种里产生,那就不是在种群中占比增加的问题,而是这种突变个体有能力存活和繁衍、在某个时候跟原本的物种出现生殖隔离而独立为新物种,是种化