既然輪子這麼適合運動,為什麼平原地區的動物沒有進化成輪子形態?

科學羋盒


平原地區的地形也不會像柏油馬路一樣平坦,依然是凹凸不平的,長著幾條腿的生物運動適應性更好,而且輪子的結構對於生命體太複雜,細胞間連接難以形成。

輪子是軸和輪等部分組成,化滑動摩擦為滾動摩擦,可以降低運動的阻力,但是多細胞生物體間的細胞卻有多種連接方式,形成穩固的生物組織,輪子結構中無法通行神經血管等生物組織,所以多細胞生命難以形成輪子的結構,只在細胞分子層面有類似於軸、活塞的構造。

但是地球生物在進化的過程中,也確實向降低運動摩擦這個方向演化,關係到生物體內能量的保存和應用,多足動物的關節面都覆蓋著光滑的軟骨,關節腔中都充滿潤滑性好的液體,原理是類似於輪軸的構造,運動時關節面之間也是相對滾動的而沒有相對的位移,也是降低了滑動摩擦,十分便於生物運動,且多足的構造對生物來說運動適應性更好,路面崎嶇不平也不要緊,不像輪子一樣坡度太高就難以爬上去了。關節向各個方向都有一定轉動的能力,配合著也可以變形的脊柱等生物結構,在複雜的生物控制系統下可以實現精細的功能調節,適宜的地形場景超出輪子。

關節不僅僅有便於運動的特徵,由於關節腔內有一定空隙和液體成分,還有一定的緩衝能力,也是便於動物運動的一個因素;關節以關節面為支撐點形成槓桿系統,肌肉肌腱組織為傳動系統,關節處較小的動作幅度就能形成關節遠端較大的運動幅度。而且關節的結構一般不能360°無死角旋轉,且與各種生物的運動特徵相似,動物向前運動的時候,身體的支撐點在前後肢轉換,當前肢受力的時候,整個身體有繞著前肢相對向前轉動的趨勢,如果前肢的關節反向,運動時的衝擊力會使關節一下子彎下去就容易翻跟頭,而關節結構卻形成了類似於“抱死”系統的結構,能夠防止動物運動時翻跟頭。

綜上,對於動物而言,關節構造更適於多變地形的運動,因此成為動物界一種主流的結構形式,不管是脊椎動物還是昆蟲(外骨骼間構成)都有關節結構。


來看世界呀


物種的進化是來自於生存壓力,而不是怎麼嗨就怎麼進化,如果按照題主的思路,人類會向著更高更美更大的方向進化。(自己腦補哪裡大)

言歸正傳,平原上同時會出現獵豹這種跑得飛快的動物,也會出現慢騰騰的陸龜。說明只要生存策略得當,物種就不會消亡,不需要花更高的成本去進化輪子。再說進化出輪子一定更優秀嗎?碰到過河,坑窪地帶死得更快。

何況進化是需要兩個必要條件的,一是時間,優秀基因突變需要十幾代甚至幾百代才能脫穎而出。而且優秀基因普及到整個族群也需要很長的時間。同時優秀的基因又不是隻有一種,幹掉或者包容其他優秀基因也是個漫長的過程,智人滅了其他人種就是很好的例子。

二是基因要有能形成相應器官的基礎,你的N代後有可能進化出像刀的外骨骼(需要很複雜的條件),但絕對不會長出像金剛狼一樣的鈦合金爪子。或許萬年後,隨著地球的慢慢升溫,人類迫於生存壓力,會出現耐五六十度的人。相反網上流傳的未來人模樣純粹是扯淡,要什麼樣的生存壓力,人類才會進化出這種吊樣。



雀兒山下


問題中的第一句話就不嚴謹:輪子適合運動嗎?輪子或許是效率最低的一種運動方式,要知道輪子本身是不能自己動的,必須依靠外力才可以,這個外力就是機械傳動系統,這個系統必須自己先動,然後才能讓輪子動起來,這在自然界中是相當低效的運動方式。

況且,所謂的平原,遠不是“平的”,如果真的是平的,我們就不用修那麼多路了,汽車直接就可以在平原上形式?那是不可能的。

本質上來講,這就是進化論中的“物競天擇”決定的,輪子形態並不是生物進化中需要的。進化的本質是適應環境,而輪子的形態一點也不能適應環境。適應環境的表現形式也絕不僅僅是運動,包括捕食,躲避天敵等都是適應環境的一種表現形式。就比如在捕食的過程中,即使有絕對平坦的路面存在,如果存在一個進化出輪子形態的物種,除非被捕食的物種也一直在平臺的路面上奔跑,否則具有輪子形態的物種是不會捕獲到任何食物的,其他物種只要能飛起來或者跑到地勢比較陡峭的地方,輪子形態的物種就會餓死然後滅絕!

“輪子適合運動”只是我們生活中的一個錯覺,對於擁有智慧的人類來說卻是有這種概念,因為我們人為地修建出了如此多的非常平的路面。但對於大自然來說,想要自然地出現如此多非常平的地勢幾乎是不可能的。

而地球上大多數物種進化出擁有關節的四肢生命形式也是必然的,這種生命形式幾乎能在任何地勢上活動生存,關節本身擁有很強的精細調節能力,關節之間擁有一定空隙,同時還有軟骨和液體成分保證關節的活動自如,這些功能都是輪子做不到的。


宇宙探索


我實在難以想象,生物體演化出輪子該如何運行,有那麼強大的關節來承受巨大的磨損嗎?有那麼強大的血管來保證供血嗎?有那麼柔韌的肌肉來進行拉伸嗎?況且,輪子的運動效率非常低,遠遠比不上腿。輪子是一種人造機械,自然界中不存在,也就是說沒有人也就沒有輪子,自然界中不管演化多少年都不會演化出輪子這種東西。

生物體要想演化出輪子結構的器官,需要解決很多問題,最難的莫過於輪子的轉動問題。


輪子主要由圓形的輪子、車軸和軸承三部分構成。這三部分是可以拆卸的,但生物體都是一體化的,也就是生物身上的每部分都要持續供血和提供營養才不會壞死,沒有什麼器官離開本體後還能長時間的存活。輪子各部分完全生長在一起它就無法轉動,這個問題無法解決。

其次,輪子轉動時會產生很大的磨損,軸承可以減輕磨損的力度,但人體該如何來減輕磨損呢?分泌一些體液也無法達到軸承的效果,關節完全經受不起這樣的損耗。


▲犰狳環尾蜥

如果你的意思是整個身體形成輪子,那這樣的動物勉強有些,比如犰狳環尾蜥,犰狳環尾蜥在遇到危險時會咬住自己的尾巴,將堅硬的背刺朝外,來抵抗攻擊。還能像輪子一樣滾下山坡,快速逃命。
如此來看,輪子的運動效率也並不好,在平地和下坡還好一些,如果要上坡、過河怎麼辦,自然界的平原多數都是沖積平原,又不是人工建造的操場和馬路,起伏也是很大的,輪子就是個累贅。

所以,輪子是機械體,是由木頭、石頭、金屬這些沒有細胞,沒有血肉的死物造成的,動物是生物體,是有血有肉有神經的,兩者不能混為一談。

自然界中雖然沒有輪子,但有很多球體。
很多植物的果實就是球狀、橢圓球狀或者長筒狀,這是因為另外球體、橢圓球體的相對錶面積小於正方體和長方體,所以果實表面的蒸發量也就小,水分流失更少,有利於果實的生長髮育,相對錶面積小使得害蟲的立足之處也少了,受到害蟲的侵害也少些。很多動物的身體也會形成球狀,比如犰狳、穿山甲、西瓜蟲等。它們能夠把身體蜷縮起來形成球狀,以此來抵抗襲擊或快速滾動逃命。


百科千尋君


經過一番瞎啄摸之後認為;動物分四類,一類的鳥兒認為,輪子不如翅膀,所以舍輪進翅,二類的魚兒認為,輪、翅、手、腳都是負擔,不用進化,三類的四腳動物認為,輪子不能打架,還是四腳好,因之堅決不進化,四類猴兒們本來最有希望進化為輪子的,但進化到一半時後悔不進了,認為手既能打架又能搶東西,仃止了,還有一種不上類的雞鴨等認為,反正有人養著,這樣就挺好。



滏水漁家


我覺得主要原因有幾點:

一是上古時代沒有平整的公路,在坑窪的路面上,輪子非常顛簸,就像我們小時候騎著自行車在土路上行駛,經常顛的頭昏眼花,後來坐桑塔納在土路上跑,也是顛的噁心嘔吐。多數動物本來就沒有儲存的習慣,本來剛吃飽,結果又被顛吐了,在環境不好的情況下,很容易滅絕的。

另外有朋友說他為什麼不進化出避震系統呢,大家知道避震系統的工藝難度比輪胎要大得多,我們國產也能做出很好的輪轂和輪胎,但是高端的避震系統還得進口,動物就算進化出了輪子,但是沒有淨化出好的避震系統,不適合在顛簸的路面上行駛,一樣很難生存下去😄


豬豬大老爺


哈哈,回答了這麼多問題,這個問題無疑是最有趣的,如果有人看到坦克,看到履帶式裝甲車爬坡上坎的能力,他會不會想,人類的腳為什麼不進化出履帶?

輪子,從橫切面給它來一刀,它就成了一個圓環,如果把宇宙壓縮成為一個平面,幾乎絕大多數天體都成了圓(環),至於這個圓(環),規不規則另說,圓是宇宙平面最普遍存在的圖形,也是最完美的圖形,當然,因為宇宙是立體的,在各個平面都是圓,所以,最終,無數圓就成了球,顯然,球,因為它原本就是各個方向的圓的組合,所以理論上它與各個表面相交,都是穩定的,而圓不行,圓要保持其穩定,最好的運動就是和相切面垂直!所以,相比於輪子,平原地區的動物的腿部進化成為球,會不會更好些?球,在單一方面運動時,和圓區別不大,但是,在轉向和其他未知方面(目前我還不知道)具有絕對的優勢!

圓或者說球為什麼穩定?穩定,簡而言之,就是抗干擾的能力,圓或球受力後,每個點或面受到的力最大程度的平均分擔,最終靠著整體來抗拒力的影響,也許我闡述的不夠準確,但大意就是這麼個意思!

圓或者球是不是最穩定的圖形或者物體?宇宙形成的天體,我們目力所見的,都是圓或者說球,那麼,我想,圓或球的穩定性絕不亞於其他圖形或物體,有些天體,數十億年如一日保持著圓或者球的形狀,這還不能說明其穩定性嗎?一切稜角都會被抹平,這就是宇宙,也只有圓或者球才能走的最遠!至於微觀世界的圓和球,我沒有發言權!

如果運動具有自我意識,它會選擇那種形狀的物體來將運動永遠保持下去呢?只有球能夠做到!

其實,人的運動,腿部就在畫圓,有人說,這世界的其他圖形都是圓的異化,這世界的其他物體也是球的變形!就連直線(線段)也是特殊的曲線,而曲線永遠只是圓的一部分!

既然,圓或者球這麼好,我們為什麼不直接這樣進化呢?我在上一篇問答中設想生命的本質,我以為,生命就是一種運動的自我控制,其作用就是給運動安上剎車,因為圓或者球具有最好的運動屬性,所以控制圓或者球的運動變得艱難,生命只好表現為用異形的圓或者球來控制運動,因為理論上,這些異形圓或者球與物體接觸面更多,摩擦力更大,剎車效果也更好!

輪子的通過性和它們的半徑息息相關,因為圓或者球的穩定性,導致它們一旦形成相對難以改變,老實說,生命也是一個投機者,它不可能把自己固定住,倘若自我束縛,斗轉星移,滄海桑田,難保生命不會出現意外!腿能夠“畫出”一個多大的圓,答案是無限大,這無限大的圓和有限的障礙比,通過性自然更好!一旦通過這個障礙,生命嚐到了甜頭,那麼,它一定會把這種本事遺傳下來,生命在進化過程中,早已為自己想好了後路,這條後路,在人類身上表現為追求和探索真理!

當然,這一切都本人的猜測,至於事實究竟怎樣,我就不得而知了!


時光歌者王阿癲


輪子只適合於機械運動,在平地上運動,並不適合於急轉彎等,尤其是在下坡或停下來是需要剎車的,更不適合在陡峭的山坡,茂密的叢林等地方運動。

脊椎動物的進化是由水到陸地,由魚鰭到四足爬行,再到四肢直立奔跑,最後變為兩足直立行走和翅膀飛行。

動物最先在水裡生活,如魚。後來在樹林裡生活,因為那裡有豐富的食物。所以,魚最先進化出魚鰭,後來進化出四肢。有四肢的動物運動時,或停下來時,不需要剎車。而平地上運動的車輛,都需要有獨立的剎車系統。這對動物來說,就需要額外增加器官,反而是不利的。

再說了,生物的進化是遵循進化規律的,即基因突變,自然選擇,適者生存,否則,生物就會滅絕。

所有的脊椎動物都是3.67億年前生活在水裡的肉鰭魚進化來的,魚的胸鰭進化成前肢,腹鰭進化成後肢,最早進化成的陸地動物是魚石螈,猶如現在的娃娃魚,在3.06億年前進化出始祖單弓獸,猶如現在的蜥蜴,始祖單弓獸在2.05進化出摩爾根獸。

摩爾根獸是最早四足哺乳動物,在5500萬年前,哺乳動物進化出最早的靈長類,阿喀琉斯基猴,1300進化出最早的森林古猿,700萬年在非洲進化出乍得人猿,390萬年前,進化出阿法南方古猿,200萬年前,進化出最像人的匠人,退去了體毛,……直到30萬年前,非洲才出現了我們的直接祖先——智人。我們的祖先大約在16萬~5萬年前,走出非洲,先後到達亞洲、歐洲,大約15000年前,遷徙到北美洲和南美洲。

生物的進化是隨機的,偶然的,只受到自身基因突變,自然選擇的影響。

生物的進化遵循三大原理

一是繼承性原理,任何器官都不會憑空產生,都是在原來生物器官的基礎上進化來的,比如鳥的翅膀是由長毛恐龍的前肢進化來的;鳥的羽毛是由爬行動物的鱗片進化來的,恐龍的牙齒是由魚鱗進化來的;人的肺是由魚鰾進化來的,……

二是可拆分性原理,就是動物的器官都是獨立進化的,如魚由兩個缸的心臟,進化成人,就是四個缸心臟。

三是簡單有效原理,即沒有必要的器官是不會進化出來的,如植物不會進化出四肢,老虎不會進化出翅膀等。


賽翁


你提的問題很有意思。輪子確實方便運動,可是動物活著就是為了運動嗎?就算是為了運動,那進化成渦輪發動機不是更厲害嗎?

假設你叫張三,然後李四問:嘴適合進食,動物為啥不進化成嘴的形態?

王五問:生殖器適合交配,為啥動物不進化成生殖器的樣子?

大千世界,無奇不有,玩頭條的人多了,什麼問題都能提的出來。。。


用戶50568726367


把腿換成輪子,既不合適也不可能,輪子在人類文明中有上千年的歷史,可以說現代文明社會就是由車輪承載的,但是對於生物體來說,依靠輪子來進行移動,是非常不靠譜的,汽車可以通過輪子實現平穩高速的運行,但是汽車可以爬樹嗎?而且對於動物來說,肢體的作用可不僅僅是用於支撐身體移動,覓食、搏鬥等等都需要肢體的協作。

對於本題來說,平原地區並非平坦地區,即使在平原地區也會有沼澤、河流等複雜地形環境,在這種情況下,肢體移動顯然適應性更廣泛。嚴格來說,輪子與地面的接觸是點接觸,這就造成一個問題,那就是如果生物體選用輪子來移動,那最少要選取三個輪子才可以維持平衡,這個畫面太像三蹦子了。。。

參考自行車的輪子,如果我們把輻條看做動物的肢體,那麼輪子也可以看做是由許多肢體集合而成,從能效的角度來說,這是非常不合理的。就像下圖一樣,明明可以兩條腿解決的事情,為什麼要多用幾條腿呢?除了能效問題,如果動物選用輪子來運動,那麼生物體的轉向、跳躍、攀登等運動該如何實現呢?是否需要更多的附加器官呢?難道還要進化出差速器?

動物把肢體換成輪子不但不合適,而且不可能。輪子需要做圓周運動才可以驅動身體前進,但是生物體的直接動力源是肌肉,而肌肉的收縮與膨脹帶來的是直線運動,因此肌肉並不能直接驅動輪子完整旋轉。除此之外,如果輪子安裝在動物身上,那麼必然涉及到整體的結構問題,旋轉的輪子必然無法與身體直接相連,由此產生的供能問題該如何解決?由神經信號該如何傳遞?對於動物來說,這顯然都是不可調和的矛盾,除非動物像機械設備一些,利用電磁驅動。

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