12.06 原來我們的嘴巴和肛門是反著的——後口動物的起源

在之前的文章中,我們說過了眼睛、脊椎的故事,那麼今天我們就來講一講關於嘴巴的故事吧。我們都知道嘴巴對於我們來說有多重要,沒有了嘴我們就不能罵人,沒有了嘴我們就不能吃東西,畢竟我們不能像植物那般只需要曬曬太陽,呼吸呼吸二氧化碳就能成活。嘴巴這種共常見的器官幾乎所有的動物都有,它們可以沒有頭腦,可以沒有眼睛,可以沒有神經,但是卻不能沒有嘴。

原來我們的嘴巴和肛門是反著的——後口動物的起源

口的起源

嘴巴的起源在之前的文章中有簡單的介紹過,對於早期的單細胞生物來說,並沒有實際意義上的口,因為它們幾乎全身都能成為口,食物可以通過身體的各個部位進入內部。然而當單細胞生物向多細胞生物發展後,大部分細胞並不能接觸到外界環境,於是就必須要有一部分細胞承擔起攝取食物的作用,這個時候就必須要有口,也就是嘴巴了。

原來我們的嘴巴和肛門是反著的——後口動物的起源

但是要怎麼形成嘴呢,這些細胞們想了一個辦法,簡單來說就是大家先聚在一起形成一個球,然後把這個球向內壓,形成一個類似保溫杯的結構,這樣一來內膽裡的細胞們就只要負責消化食物就好了,外膽的細胞負責防禦,這樣就形成了最早的口,簡單粗暴但是好用呀。比如在寒武紀前夕出現的扁形動物,它們就像一個大袋子一樣,找到食物後就把自己的消化道翻出來,包裹住食物,然後分泌出消化液在體外將食物消化完然後在一次性打包回身體裡帶走,最後的食物殘渣也是從這個開口中吐出。

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但是問題也來了,你吃下去的食物總會有殘渣和廢料吧,這些不能被吸收的物質怎麼辦?還能怎麼辦,當然是從這個這個"口"裡再吐出來啊,所以這類生物的這個開口既要負責進食,也要負責排洩,簡稱"口菊一體"。

原口動物和後口動物

似乎是覺得自己滿嘴噴糞的形象有些不雅,那怎麼辦呢?那在開一個口不就好了嘛。說幹就幹,於是這些像保溫杯的動物們就在口的對面又開了一個新的孔,食物從嘴裡進去,然後經過腸道的消化,最後變成垃圾從新的開孔排出,這就是原口動物啦。這些原口動物之後不斷改進,慢慢的就變成了我們動物界中最大的兩個門——節肢動物軟體動物

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然而有一支動物非要打破常規,它們想反正都有兩個孔了,為什麼一開始開的孔非要是嘴巴,後開的孔一定要是肛門呢?我把這兩個孔換過來用不行嗎?行行行,你開心就好,於是這些口和肛門顛倒過來的動物就被我們稱作後口動物。結果這麼一反過來,後口動物們就更不得了了,它們演化出三個門——棘皮動物門半索動物門以及偉大的脊索動物門

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後口動物的征途

我們都知道在寒武紀一直到泥盆紀早期,地球上的霸主一直都是軟體動物以及節肢動物的天下,也就是原口動物們的天下。而在那個時候後口動物們在幹嘛呢?科學家們找遍全世界也不知道它們在幹嘛,直到昆明澄江動物群的發現:告訴我們現在活著的五類後口動物都出現了,五個門類都出現了。整個動物界的三個亞界在澄江動物群都出現齊了,並且還在此基礎上提出了寒武紀生命大爆發的三幕式爆發的假說,當然這個我們就不過多介紹了,我們來看看這個後口動物後來是如何變得這麼厲害。

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大概在,由於肛門在前,口在後,於是就留出了許多空的地方,而這些空的地方後來被後口動物們也利用了起來,它們就在這些空白處又開了一些開口。5.4億年前海洋中就生活著一種名為皺囊蟲(Saccorhytus)的生物,它是目前已知的最早的後口動物,可以看到它們嘴巴四周有四對錐形的孔洞,皺囊蟲的孔洞就是後面鰓孔的雛形了。

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這些皺囊蟲在海洋中長著大嘴濾食,水流從口進入身體腔室,然後從這些錐形孔中排出,在排洩廢物的同時順便進行氣體交換。結果發現有了更有效率的氧氣獲取方式後,就可以給身體在增添一些耗能的器官了,於是它們長出了尾巴。


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有了長長的尾巴那就需要有一根東西來支持,於是脊索動物就這麼來了。然後有一些後口動物發現尾巴可以固定在海底,然後像一顆海草一樣搖擺濾食,結果好不容易發明的脊索就這樣沒了,剛剛出現的神經也退化了,然後它們就變成了這個樣子(下圖),與海綿、水螅、腕足動物一起快樂的搖擺。這些後口動物就是後來的

棘皮動物半索動物

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還好有一些比較爭氣的後口動物並沒有選擇這樣頹廢的生活,它們頂著一張大嘴不斷的在寒武紀的海洋中遨遊,最後鰓孔更進一步變成了鰓裂,並且有許多細絲填充在鰓裂的邊緣,對於食物和氧氣的獲取效率變得更加的高效,強大的脊索帶來的運動能力讓它們的遊動速度更加高效

,於是,魚出現了。

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強化嘴巴

這些原始的魚類們已經意識到嘴巴的重要性,於是紛紛對嘴巴進行強化。然後它們就變成了這個樣子(如下圖)。這些動物們有了鋒利的牙齒和大嘴後,終於可以在奧陶紀的海洋中崛起,並且在海洋中生存了大約3億8千萬年。

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最終有一支魚類演化出了支撐鰓腔的軟骨,也被人們稱作鰓弓,而鰓弓在隨後的一億多年裡慢慢演化出了動物界中最為恐怖的武器——下頜。下頜看起來好像還沒有前面的那些嘴恐怖,但是實際上七鰓鰻和盲鰻的嘴並不能迅速破開那些無脊椎動物的護甲,並且花裡胡哨的嘴巴雖然可怕,但是卻忽視了呼吸的重要性,所以它們運動能力並不出色。

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然而,下頜的出現,使魚類多出一套由強大肌肉和堅固骨骼構成的裝備,能夠主動張大口腔吸入水流(還有空氣),這就大大提升了呼吸效能,能更高效率地吸收氧氣,使得魚類體型能夠突破原本的限制,變得更大,並且運動能力還會再次加強,高效的運動能力和龐大的肌肉群使得神經中樞的發展也必須跟進,最終締造了地球上最為成功的類群。

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當節肢動物還在海洋中橫行霸道,軟體動物們也開始嶄露頭角,三葉蟲更是如日中天的時候,沒有人會想到,後口動物會在泥盆紀時代憑藉一張嘴,蕩平整個海洋,並且在接下來的幾億多年裡,制霸海洋,將這些原口動物們趕向陸地。並且等到它們也登陸後,又是一番腥風血雨!


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原來我們的嘴巴和肛門是反著的——後口動物的起源

文|臭臭

字數|2363


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