在自然界中,可以說是無奇不有,不同生物之間的差別可謂是十分巨大。可是在這些巨大的差異當中,也存在著一些相似之處。其中最典型的就是,絕大多數的雄性動物排泄和生殖(或者說交配)是共用同一個器官和通道,這個通道的出口也被稱為:泄殖腔。比如:鳥類、爬行類、兩棲類、軟骨魚、蛔蟲等等。從動物學解剖學來看,泄殖腔是動物腸道、尿道和生殖道的出口,相當于排尿、排便和生殖是同一個通道。
不過,與絕大多數的動物相比,人類是一個典型的例外,人類的腸道有個單獨的出口,而男性的尿道和生殖道是共用一個通道的,被稱為:尿生殖道,也就是采取了雙通道的生存策略。女性的尿道和生殖道則是分離和獨立的,也就是采用三通道的生存策略。那么問題來了,為什么人類和許多動物都不同,采用了這樣的生存策略呢?難道人類有什么特殊之處?
要搞清楚這個問題,我們就得搞清楚地球上生物多樣性的本質原因。按照現在主流生物學理論,地球上第一個生命大概是起源于40億年,有可能是誕生于海底熱泉口附近,采用RNA為遺傳物質。早期的生物結構極其簡單,而且個頭非常小。那么,為何接下來的40億年內,地球上的生物就如此繁多呢?其實靠的就是:演化。
19世紀中期,達爾文提出了著名的進化論,這個理論歷經了160多年,自身也在不斷進化,現在稱為現代生物進化理論,這理論已經成為了主流的生物學理論。這個理論告訴我們,生物是演化而來的。
演化的原始材料是突變,突變主要包括了基因突變、染色體變異、基因重組這三種類型。上一代在繁衍下一代時會產生些許突變,當突變積累到一定程度,就會體現在性狀上,說白了就是有可能產生和之前不一樣的身體結構、功能、行為方式等等。
不過,并不是所有的突變都會被最后留下來,某種程度上說,突變其實是被“剩下來”的。由于地球環境會動態變化,只有那些能適應環境的突變最終會被自然篩選下來,這也被稱為:自然選擇。也就是說,演化的核心動力其實就是:自然選擇。
從生命誕生開始,一直到距今5.42億年前,地球上的生命相對來說都比較簡單。從距今5.42億年前~5.3億年前,地球上發生了一件大事:寒武紀生命大爆發。地質學家和考古學家們在寒武紀地層當中發現了眾多的無脊椎動物化石。
通過科學家們多年的研究就發現,寒武紀時期出現了絕大多數的動物“門”。寒武紀之后,大多數的動物都采用了“泄殖腔”這樣的“單通道”生理結構,也就是腸道的出口、生殖的出口共用一個。比如:當然,這也包括了現代人類的祖先們脊索動物門的動物。那有沒有證據呢?
一般來說,胚胎的發育過程可以在一定程度上體現出生物演化的路徑。人類胚胎發育過程中,早期的人類胚胎就有“泄殖腔”這樣的結構。隨著胚胎的發育,“泄殖腔”逐漸分化成了“雙通道”的結構,生殖、泌尿和排便分開成為了兩個開口,這也證明了“雙開口”的結構是“泄殖腔單開口”結構演化而來的。所以,“泄殖腔”的結構要更為古老。
那么問題來了,為什么人類的祖先要選擇這樣的生理結構呢?
這樣的演化只能說是:巧合。正如上文說到的,演化的原材料是:突變,而突變是沒有方向性,隨機的。但同時這也是必然的。為什么這么說呢?
這是因為恰好是這樣的生理結構,使得擁有這種性狀的生物在漫長的自然選擇中,被“剩”了下來。也就是說,它是有利于某些階段的環境變化的。
不過,任何的突變都有利有弊。僅僅就這個結構而言,它就曾經讓合弓綱動物吃盡苦頭。話說二疊紀到三疊紀時期,大概是距今2.9億年前~2億年前,地球所有的大陸是聚合在一起的。這使得大陸絕大多數的地方都非常干燥,呈現出沙漠化的特征。
這時候的環境是有利于能夠充分利用水分的動物。恐龍采用的就是“泄殖腔”的結構,它們不分排尿或者排便,是一體的,排出來的排泄物當中,幾乎沒有什么水分,就像現在的鳥類一樣,這樣可以幫助它們充分的利用自己攝入的水。這項技能使得恐龍逐漸崛起,與之相對的是,合弓綱動物由于排尿時會排出大量水分,在自然選擇中落到了下風。
不僅如此,對于動物而言,皮膚表面多一個開口,就會多增加感染病原體的風險。所以,采用“雙開口”的模式的缺點也是十分明顯的。
所以,很多人會奇怪,這樣看,這樣的性狀并不利于哺乳動物生存,為何沒有在漫長的演化中被淘汰?
這其實需要我們通盤考慮。哺乳動物雖然在生殖排泄的結構上有別于其他的動物的,但是哺乳動物也有自身的超強天賦,在其他方面幾乎是技能點點滿。比如:牙齒的結構,有助于消化食物,吸收能量;
再比如,恒溫的特點,可以有助于對抗環境溫度的變化。也就是說,并不是說要在所有的方面都比其他物種優秀,才能崛起。