為什麼沒有三棲動物?

小小小小人


因為三棲動物不符合進化的規律,我們都知道生命起源於海洋,所以最早的動物都是水生動物,但隨著地球環境的不斷變遷,當陸地上的植物開始繁茂的時候,一些水生動物就必然會從海洋走向陸地,因為陸地上的食物更多,更能讓這些動物們活下去,於是有一些動物就開始走向陸地。

對於這些剛剛走向陸地的動物來說,陸地就是一片未經開發的天堂,因為陸地上不僅食物充足,而且根本就沒有天敵存在,所以這些動物為了適應陸地的生活,就慢慢放棄了鰭,蹼,腮等水生器官,轉而進化出四肢,毛髮,厚實的皮膚等陸地器官,因為這些器官在陸地上更具優勢。

但海洋動物在變成陸地動物的過程中,肯定存在一個漫長的過渡期,這個過渡期內動物兼具海生和陸生的能力,所以早期的兩棲動物都屬於過渡期物種,但隨著陸地上的動物越來越多,那些後來的兩棲動物就很難在陸地上立足了,換言之今天的兩棲動物,已經錯過了它們變成陸地動物的最佳時機。

所以從物種演化的角度上來說,兩棲動物屬於一種進化不完全的物種,它們屬於海洋動物到陸生動物的中間階段,它們也不可能越過陸生動物這個坎,直接進化出翅膀,因為物種的進化,從來都是以生存和繁衍為前提的,而翅膀對於兩棲動物來說,根本一點用都沒有,所以不可能有三棲動物.....


種植恆星


這個問題有點意思,可以引發一連串的思考。

咱們先回答字面的問題吧。因為三棲的概念是沒有且目前無法定義的。

要明白這個,咱們先看看啥叫兩棲動物。兩棲動物指幼體在只在水中生活,成體可以水中也可以陸地生活的動物。

許多人對兩棲的理解肯定被兩棲運兵車、兩棲明星之類的詞帶跑了,認為能入水能上岸的就叫兩棲,以為水陸空都上就叫三棲了。

咱們再來解釋一下為什麼這樣定義兩棲,以及為啥沒有三棲。其實兩棲是個比較低等的概念,在進化之路上它們是從水中走上陸地過渡階段。從分類來說,它們屬於陸生脊椎動物,因為已經有針對陸地環境的性狀,水中生存部分則是源自魚類祖先。學界普遍認為在泥盆紀後期魚類開始走上大陸,兩棲動物就是在那時起,停在了進化之路上,永遠的比其它陸生脊椎動物的低一等。看到這兒,你應該明白了,叫兩棲是兩個原因:

1.它必須兩個棲息地,因為它幼體離不開水!

2.因為兩棲是動物進化中的一箇中間階段。

所以我們模仿一下來定義三棲【以下都是腦洞】:

1.它必須有三個棲息地,比如幼年在水中,成長在陸地,成熟在天空。

2.它是陸生向天空進化的過渡生物。

第一個定義比較難達成。因為走上陸地的較高等動物並不是跳過了兩棲動物水裡發育的過程,只是把這個過程放到了體內(胎生)或者蛋內(卵生)完成。體內能夠提供更安全適宜的環境,沒有理由在退化回水裡。即便演化出這樣的性狀,也沒有理由淘汰掉原有的性狀。除非是現在兩棲動物直接演化,跳過了陸生動物的過程。

第二個定義就更難了。大家想過沒有?鳥都是地面幼體,成年能空中能地面,為啥不說鳥是陸空兩棲呢?首先一個問題,有隻在水裡的魚,只在陸地的狗,有永不落地的鳥嘛?可見大氣無法單獨滿足生物的需要。其次,飛翔沒有在進化樹上顯現出高級的特點。進化樹上哪些高級哪些低級常常是撕逼不斷,但是一些概念確實公認的,比如兩棲動物比魚類高級,哺乳動物又比兩棲類高級。想過為什麼沒有?因為確實的給生物帶來巨大優勢。比如兩棲,走上陸地代表更多的食物和更先進的呼吸方式,甚至沒有天敵(當魚剛走上陸地的時候)。那麼飛翔呢?大氣幾乎不具備營養能力。地球的大氣密度決定了飛行的限制——每增加一點體重,就需要更大的翅膀。理想狀態下臨界點就是新增加的體重就等於增大的翅膀的重量,在加上供養翅膀所需要的能量,不難理解號稱最大的鷹都相繼消失在歷史長河之中,吃魚的企鵝為啥退化了翅膀【當然,我是吃西瓜的

有意思的是,所有飛禽可以獲取到的食物,陸地的其它動物也能獲取到。可見,飛翔沒有給生物帶來巨大的演化優勢。

主流學界通常認為兩棲類一個重要特徵是有兩種呼吸方式,按照這個思路,鳥還是陸地生物。如果有朝一日,某種動物可以飛出大氣層,飛進宇宙,擁有了第三種呼吸方式,倒也是可以算進化了。但是太空裡沒吃的呀,難道是光能生物或者直接吃星星?╮(╯_╰)╭

來,我們來總結下三棲動物。從兩棲冷血類直接進化至飛出大氣層。幼時以水為居,少時可以營陸生,成年飛天遁地。疑似以能量為食,追逐雷電,吞雲逐日。

你問我存不存在,

少年,你聽說過 龍 嘛?



肆意El


這個問題很有意思,從我的理解上,三棲應該是鴨子、天鵝之類的動物。能在水裡遊,能在陸上走、能在天上飛。但肯定不是這樣的,不然就不會問三棲動物了。

三棲動物以前沒聽說過,所以我們一起先來看一下什麼是兩棲動物,兩棲動物的皮膚裸露,表面沒有鱗片(一些蚓螈除外),毛髮等覆蓋,但是可以分泌粘液以保持身體的溼潤;其幼體在水中生活,用鰓進行呼吸,長大後用肺兼皮膚呼吸。兩棲動物可以爬上陸地,但是一生不能離水,因為可以在兩處生存,稱為兩棲。

從上文可以知道,兩棲動物並不是會游泳又會走路就可以的,而是生理上有許多的不同,首先兩棲動物離不開水,也離不開陸地,因為它們需要躲避各種危險。幼年在水中是鰓呼吸,成年到陸地是肺呼吸和皮膚呼吸。那麼三棲動物如果存在,也應該是這樣,幼體和成年體呼吸方式需要不同,並且海陸空必須都離不開的生活,不能只是偶爾飛行或者偶爾游泳再或是偶爾散散步。經我大量查閱資料發現,沒有三棲動物存在。因為這樣會導致生物體結構異常複雜,而且會能量消耗巨大。

最簡單的方式就是直接在兩棲動物身上加上翅膀,發現是一個非常熟悉的動物!

像不像西方龍呢!

謝謝!新年快樂!

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糖糖愛科學


真是個有趣的問題,雖然這是一個科普問題,但實際上牽涉到非常基礎的經濟學問題。

其實,個別海鳥可以勉強算是水陸空三棲的,例如鵜鶘、魚鷹等等水禽(鴨科許多遊禽只是在水面遊動,不能完全算水棲,而鵜鶘之類的至少還可以潛水,雖然只是撲騰一下,跟企鵝的真潛水沒法比)。

嚴格的說三棲動物是沒有的,鳥類的“水陸兩棲”跟兩棲動物的那種水陸間的遊刃有餘是沒法比的。但是,鳥類等所有飛行動物(包括蝙蝠),理論上也都應該被歸為“陸空兩棲動物”。

那麼我們還是回到正題:為什麼很難沒有三棲動物?簡單的答案就是:這不經濟。


水陸空哪一種更經濟

我記得在回答另一個問題“為什麼天空中沒有進化出巨型動物?”的時候就詳細分析了海陸空的能耗、優勢等問題——顯然答案也是“這不經濟”(實際上中生代曾進化出巨大的翼手龍類)。這裡再簡述一下:

——最經濟的生命形態,顯然是水生

這僅僅是因為水的密度更大,浮力可以完全對抗重力以保持生物體在水中的懸停,也就是說生物無需花費任何能量就可以保持這一姿態。陸地和天空就不一樣了——在陸地上,動物至少需要四肢肌肉的持續收縮來維持站立的姿勢;而在天空,生物則需不斷地拍打翅膀來維持懸停——這是最耗能的一種生活方式,以至於幾乎很少有生物在其生命週期中能夠完全在天空中生活(某些鳥類,可以除了交配產卵和捕食之外,大部分時間都在天空依靠上升氣流來維持滑翔)。

上圖:不同動物的代謝率(耗氧量,立方毫米/每克體重)

  • 海葵:13

  • 章魚:80

  • 鰻魚:128

  • 蛙:150

  • 人:200

  • 小鼠:1500

  • 蜂鳥:3500

不同的棲息方式需要不同的能量消耗,而代謝率則決定了能量的供給能力。如上面所說,海洋生物幾乎可以完全不動地生活,這打造了一大批“伺機型”的海洋掠食者;而陸地生物對於運動的需求就高多了,在地面上不動就能生活的動物不多,估計樹懶就算比較“極品”的一種,但樹懶也得換不同的樹枝採食,更需要下到地面排便;而對於飛行的動物來說,典型的就是鳥類,運動量非常大,幾乎沒有什麼鳥會採取“守株待兔”的方式等著獵物自己走上門的,鳥要延續“鳥生”,就得要“勤奮”——起得早,飛得快,動得多。

鳥類的代謝率略高於哺乳動物,雖然不是很明顯。一個原因可能是因為鳥類往往比哺乳動物小,而另一個原因在於它們的體溫(37.7-43.5°C)略高於哺乳動物(36-39°C),這使得它們需要消耗略多的能量——這兩個原因都跟飛行的生理需求相關。

可以說,對於生物來說,能量代謝就是生命的一本“賬”,生物體必需達到能量的收支平衡,這是生物的一種至關重要的經濟學。


關於生物代謝率

在生物圈中動物的新陳代謝率差別是很大的,因此不同生物的代謝賬本的流水速度是不同的。關於這種差異的根本原因的爭論頗多,一些科學家認為是生物體所生存的環境以及對應的解剖學結構所致,而另一些則強調生物體在環境中所扮演的生態角色而導致能量需求有所不同。

2007年一項關於海洋動物代謝率的研究發現:在海洋中,低代謝率不是由資源(例如食物或氧氣)限制或溫度或壓力限制造成的,也就是說海洋生物的能量消耗與其在海洋中所處的水深層次沒有關係。在相同溫度下,深海物種的代謝速度與生態上相似的淺水物種一樣快。相反,在光照良好的海洋水域的視覺捕食者往往擁有較高的代謝率,因為它們的運動覓食能力對於生存至關重要。而在視覺捕食受限的情況下,例如黑暗的深海,對於高代謝率的選擇則不那麼必要,因為這位減少能量消耗提供了空間。

這一項研究說明,海洋給生命提供了一個廣闊但多樣化的生態平臺,但代謝率並不受水深水淺以及一般環境的影響,從一個側面證實了影響代謝的因素主要是

運動需求(主要是為了覓食)。

水陸空生物體型的動力學特徵差異

水、陸、空三種動物體型在動力學方面是有差異的,而且水、空運動方式實際上是類似的(游泳vs飛行),但這兩種運動方式為了適應差異巨大的介質導致生物體的體型動力學特徵相互衝突。例如飛行需要輕巧的身體和較大的翅膀(更多橫向的維度),而潛水游泳則需要更小的水阻因而無需過大的鰭(更多縱向的維度)。

關於這個觀點,我們可以從企鵝的體型進化來看。企鵝的祖先應該是某種飛鳥,但潛水導致企鵝的身體變得粗壯穩重,翅膀面積縮小,這已經無法適應飛行。

上圖:企鵝的體型

上圖:企鵝的翅膀的力學結構變得更像鰭。

為什麼三棲是不經濟的?

根據前面分析來看,飛行作為一種高效的運動方式,對於代謝率的要求是非常高的。如果某種動物既能水生、又能陸行,還能飛翔那麼它將面臨兩方面的生理矛盾:

  1. 過高的能量代謝模式的不時切換和波動對於生理結構的複雜要求——此生物需要有一種能夠快速適應不同代謝率的生理結構,一會兒“動如脫兔”,一會兒“靜如處子”,這種能力不是外形的適當修改就能解決的,可能必須在細胞層面來解決。生物體為此付出的發育成本是高昂的——必須要發育出“脫兔”和“處子”的全部代謝特徵(⊙o⊙)——要知道蜂鳥為了維持在空中懸停,其心臟的跳動速度超過每分鐘1200次,這是高代謝率的代價——從統計學來說,心臟跳得越快,壽命就更短。
    但無論如何,從代謝一點上來說,鳥類是最有希望解決這個問題的,因為它們已經擁有了一個較高的代謝率,降低代謝率比提升代謝率的成本要低得多。在天上飛變成在水上漂,只需要做一件事情——不再扇動翅膀即可,直接落下去。
    但要讓魚飛起來是多麼困難——不要跟我說飛魚,那隻能叫滑翔。


    上圖:飛魚的動力學分析

  2. 體型既要適應高密度的水環境下的遊動,又要適應低密度的大氣環境中的飛行,要什麼樣的體型才能達成這個呢?我想不到。

總結

水陸空三棲至少在能量代謝和身體動力學結構上存在著內在的邏輯矛盾,很難找到一個恰當的符合條件的形態。當然也可能是見識限制了我們的想象,說不定哪天就冒出來一個新物種分分鐘刷新我們的三觀呢。


小宇堂


這個問題我們只需分析一下兩棲動物便能得出答案。眾所周知,生命的起源是源於原始海洋的,也就是水生,當環境不斷變化,陸地上有了越來越多的資源,而海洋中的競爭也變得越來越激烈,於是便有一些動物試圖上岸捕食,而兩棲動物便是這樣產生的。它們相較於水生動物有更好的陸生能力,而相較於更加進化的爬行動物,它們的陸生能力還是較侷限的。

正是因為如此,兩棲動物的生活環境多是在水邊。因為在水裡它比不上水生生物,在陸地上又不如爬行動物。也就是說,這是環境選擇的結果,它們的這種構造是適合水陸交替的環境的。再看那些比較進化的爬行動物,它們為了更好的適應陸地生活,進化出了更加厚實的鱗片,更加粗壯的四肢。但這些“進化”卻不利於它們在水裡生活,這便是取捨。想要更好的營陸生生活,只有拋掉流線型的外形,舍掉腳上的蹼,披上厚重的“鎧甲”。

兩棲動物其實就是一種進化不完全的陸生動物,它們很難長期或遠離水邊生活。所以我們也能看出“多能”並不是最佳的進化狀態,最佳的進化狀態其實是“專能”。兩棲動物這種既…又…的進化狀態其實是一種無奈,是一種達不到完全陸生的過度狀態,並不是我們以為的一加一大於二。

由此推彼,“三棲”就更不可能了,因為兩棲就很難了,只是一種進化的無奈,而這種情況下是無力再進化出另一種技能的,就算進化出也很難跟前兩種棲息狀態作出平衡。所以根本就不會有三棲動物。





壹號蟲探


沒有三棲動物

只有兩棲動物

兩棲動物也是人們熟知的一類動物,是脊椎動物進化史上由水生向陸生的過渡類型,成體可適應陸地生活,但繁殖和幼體發育還離不開水。

全世界的兩棲動物共有4000餘種。根據它們的形態分為三大目。

1蚓螈目(無足目)。即版納魚螈。

2有尾目。如大鯢,俗稱“娃娃魚”

3無尾目。如蛙和蟾蜍。


花神傑哥


地球上除了水就是陸地,“棲”的意思是休息、居留、停留,兩棲動物是指既能在水中生活,又能在陸地上生活。比如烏龜,青蛙等。既然是居留停留的意思,不管是鳥類還是其他動物不可能在空中停留,也就不存在“三棲、四棲或多棲”的說法。


淺醉中年


我覺得這是一個有趣的問題,因為如何定義三棲動物就有一大堆話好說。廣義一點說,能在海陸空生存繁殖的動物就叫作三棲,但是我想說,很多動物其實都是三棲動物,大部分水鳥和在水中孵化的昆蟲都可以歸入此類。

另外,如果非要嚴格地從適應意義上說,在海陸空都能自由生存才能叫作三棲動物,那可能存在巨大的限制,因為每一棲的生存能力都需要大量基因信息支撐,三棲能力需要基因有效信息量指數上升,那可能是制約嚴格三棲的重要因素。

另一個邏輯是,動物有一種生存技能就可以很好生存時,過多的技能其實是浪費,反而將影響生存。


壹丶叄


龍蝨,我同學叫他“水陸空”。



語文老師28


,我們都知道生命起源於海洋,所以最早的動物都是水生動物,但隨著地球環境的不斷變遷,當陸地上的植物開始繁茂的時候,一些水生動物就必然會從海洋走向陸地,因為陸地上的食物更多,更能讓這些動物們活下去,於是有一些動物就開始走向陸地。

對於這些剛剛走向陸地的動物來說,陸地就是一片未經開發的天堂,因為陸地上不僅食物充足,而且根本就沒有天敵存在,所以這些動物為了適應陸地的生活,就慢慢放棄了鰭,蹼,腮等水生器官,轉而進化出四肢,毛髮,厚實的皮膚等陸地器官,因為這些器官在陸地上更具優勢。

但海洋動物在變成陸地動物的過程中,肯定存在一個漫長的過渡期,這個過渡期內動物兼具海生和陸生的能力,所以早期的兩棲動物都屬於過渡期物種,但隨著陸地上的動物越來越多,那些後來的兩棲動物就很難在陸地上立足了,換言之今天的兩棲動物,已經錯過了它們變成陸地動物的最佳時機。

所以從物種演化的角度上來說,兩棲動物屬於一種進化不完全的物種,它們屬於海洋動物到陸生動物的中間階段,它們也不可能越過陸生動物這個坎,直接進化出翅膀,因為物種的進化,從來都是以生存和繁衍為前提的,而翅膀對於兩棲動物來說,根本一點用都沒有,所以不可能有三棲動物.....



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