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在进化史上有没有特别有趣或者奇葩的进化? 第1页

     

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大象。进化着进化着,就。。。。对癌症免疫了。。。


近年来,肿瘤界取得了很多重大进展,抗癌药、新型细胞免疫疗法的研发、人类癌症病理图谱的建立……

这些骄傲的科研成就,让很多人觉得,或许我们离治愈癌症不远了。事实上,我们在攻克癌症方面,还有很长一段路要走。

癌症究竟是怎么一回事?

人和动物的身体都是由无数个细胞构成,心脏跳动、肠道蠕动、肌肉收缩,这些身体的基本运行,都离不开细胞和微生物的相互作用。

但时间久了,细胞是会分裂的,在细胞代谢的过程中,身体不可避免会产生一些“故障”,也就是基因突变,这些故障往往会转化为癌症。

上图是日漫《工作细胞》里呈现的癌细胞的拟人化形象,它能够入侵周围正常细胞的边界,不断增殖。

既然癌症的本质是细胞变异,那么体型越大、细胞越多的生物,基因突变的几率肯定越高,那么患癌症的几率也就越大咯。

然鹅,有种体积庞大到人神共愤的动物,癌症病发率只有5%。

大象这么大,为啥不患癌?

和大象相比,人类的癌症发病率可高多了:20%~25%

但是,大象的细胞数量是人类的100多倍,为什么患癌的几率反而更小呢?

大象的存在,似乎表明了一个观点:癌症的流行和身材大小并无关系。这就是著名的"佩托悖论--Peto's Paradox"。

那究竟是何种神奇的力量,让大象在癌症面前屹立不倒???

其实,人和动物的细胞中都有“抑癌基因--Tumor Suppressor Genes”。这种基因会控制人体细胞正常分裂、增殖,抑制细胞的异常增生和癌变,对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用。

抑癌基因中有一个超厉害的“明星款”--P53基因。

当细胞分裂时,P53会识别受损的DNA,如果DNA受损程度较小,P53会对其尝试修复。一旦损伤难以修复,细胞出现癌变的风险,P53就会下令“你们自杀吧!”

如此一来,P53就把新生的癌细胞扼杀在萌芽状态。

幸运的是,这样的“明星款”抑癌基因,大象体内有20个拷贝哦!!!

SO,为什么大象不怎么得癌症?

很简单,一旦有不听话的细胞发生变异,就会有人来管它,管不好直接就地毁灭。

所以,今天的故事到此为止,全文546个字

......

…………

………………

想多了。

20个P53基因拷贝,并不是大象唯一的抗癌武器。

搞事情的“僵尸基因”

基因在复制时偶尔会犯错,产生非功能性的假基因。

我们把这种没什么用的假基因称为“死基因--pseudogenes”。

大象的体内就有一个这样的死基因--“白血病抑制因子6基因 LIF6”.

大约在3000万年前,大象的体型也就和土拨鼠差不多。

突然有一天,LIF6遇到了P53。

“P53这个小明星能力强、有原则,和癌症这个大反派势不两立...... emmm……这个朋友值得交!”

与此同时,P53摸着下巴思索:自己检测+修复变异细胞的能力是杠杠的,但是要干掉“不听话”的细胞,似乎还差一把刀,LIF6看上去……蛮不错的样子,只可惜看上去死气沉沉的,要不刺激刺激它?

于是两人一拍即合,建立了抗癌者联盟。

当P53蛋白合成的时候,就会同时激活LIF6基因,复活的LIF6被科学家们戏称为僵尸基因。

这时候LIF6就会产生一种神奇的蛋白,这种蛋白会迅速进入受损细胞的主要能量来源--线粒体。

然后穿透线粒体膜,让受损细胞丧失线粒体的能量供给,最终导致细胞死亡。

更有意思的是,有了LIF6的保护,大象的祖先们就不怕癌症了。

于是,就开始放心大胆地生长,身体里的细胞分裂得越来越多寿命也越来越长,最终变成了现在的大象。

好了,现在大家知道为什么大象不怕癌症了,也知道基因是个神奇的东西。

它无法轻易被改变,却顽固地决定着你的命运。

正是因为拿它毫无办法,癌症的治愈才显得遥遥无期。

虽然,治愈癌症仍然充满着不确定性,但科学家们的脚步从未停歇。

人们从基因的角度出发,尝试攻克癌症也已经不是一天两天了。细胞疗法、电场疗法等检测和治疗技术的进步,尽管还没有完全成熟,但也能有效延长部分癌症患者的生存时间。

而目前我们能做的,就是用科学的眼光看待这一问题,承认抗癌的征途仍然充满坎坷,在各种信息面前保持冷静客观,不做谣言的传播者。

相信抗癌先行者们终会迎来属于他们的“星辰大海”。


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说道有趣的进化,怎能不提到趋同进化现象,比如这个。

如果拿着这张照片到大街上随便找个人问这是什么,大概十有八九都会说是老鼠,然而这是鼩鼱,并不是老鼠。

不得不说鼩鼱长得确实太像老鼠了,但是它和老鼠没有什么亲缘关系,老鼠属于啮齿目,而鼩鼱属于食虫目,在生物分类学层面上差十万八千里,但由于相同的生态位,硬是把这两种动物八竿子打不着的动物进化的惊人的相似。

虽然非常像老鼠,但是在外表上还是能看出区别的,最显著的区别在于鼩鼱体型要比老鼠小得多。鼩鼱是世界上最小的哺乳动物,它甚至还不如你的手指头大,老鼠跟它们相比也是庞然大物了。

但即便如此,很多人还是会把鼩鼱误认为是幼年老鼠而一脚踩死,因此不知有多少鼩鼱冤死在人类的手上。除了体型上的差异外,鼩鼱和老鼠还有着其他显著的区别,例如鼩鼱的嘴很尖,而老鼠的嘴是钝的,鼩鼱的头跟身体的比例也比老鼠要大的多。

但是即使这样,外观还是很难分辨啊,别急,虽然外表上很难分辨,但是如果看他们的骨骼,区别就一目了然。牙齿是动物身上最有价值的骨头,通过牙齿能够读取很多有用的信息。包括老鼠在内的啮齿目动物都有异常发达的门齿,用来啃咬;然而鼩鼱的门齿并不发达,相反却长着满口尖利的牙齿,暴露了它其实是凶猛的食肉动物。

当然,这个凶猛是对小虫子来说的,因为体型太小,除了虫子之外鼩鼱也捕捉不了其他的东西,我们眼中渺小的事物在他们世界里都显得十分巨大,甚至一条蚯蚓也如同巨蟒般的存在。

因为体型实在太小,有的时候鼩鼱甚至还会被虫子反杀。

但是我们仍然要对这种卑微的小动物致以最崇高的敬意,因为食虫目是最古老的有胎盘的真兽类哺乳动物,最晚在白垩纪就已经出现,是所有胎盘的哺乳动物的祖先。

这是生活在1亿多年前的巨颅兽,体型差不多只有一跟回形针一般大,跟今天的鼩鼱几乎一模一样,而当时的他们生活的世界正是恐龙横行的时代,当时的恐龙是什么样呢?

这是一块白垩纪时期巨型蜥脚类恐龙的脊椎骨,单是一块脊椎骨的高度就已经超过了两米,可以想象,当它还活着的时候是怎样的一种存在,在那个世界被动辄几吨几十吨重的恐龙统治的时期,这种回形针一样大的体重只有几克的渺小卑微的哺乳动物日常面对的是怎样的一种绝望到窒息的压迫感。

然而,这种卑微的小动物却在恐龙的阴影下忍辱负重,艰难的生存了几千万年,终于将恐龙熬到灭绝,成为了这场合弓纲和蜥形纲持续了两亿年的生存战争的最后赢家,在合弓纲几近全军覆没的时候艰难的挺到了最后,并一举翻盘,推翻了蜥形纲两亿多年的统治,重新夺回了本就属于合弓纲的王座,让合弓纲阔别两亿年后,再次成为地球上的统治物种。今天的鲸鱼,大象,老虎,牛,马,羊,猫,狗,包括我们人类自己,都是源自于这种卑微而坚强的祖先。

所以在《疯狂动物城》中,最有势力的大佬的角色给了这种最小的哺乳动物,也是对我们祖先忍辱负重的一种敬意吧。食虫目作为哺乳动物的教父当之无愧。

https://www.zhihu.com/video/1091945162984546304


当然,趋同进化不仅仅局限于鼩鼱,很多还有很多长的像老鼠的动物,他们其实都不是老鼠。

比如鼹鼠,食虫目。

比如蝙蝠,翼手目,有人说他们是长了翅膀的老鼠,其实并不是。

比如倭犰狳,带甲目,行走的寿司。

还比如,袋鼹,这个关系更远,有袋类。

再比如,负鼠,有袋类。

再比如,袋鼬,虽然看起来有点像松鼠,但其实它也是有袋类

再比如,袋狸,虽然长得有点像老鼠和兔子杂交了,但事实它还是有袋类

还有,麝袋鼠,仍然是有袋类

可能有人会问,难道只有有袋类动物才这么喜欢进化成老鼠的样子吗,当然不是,比如这位。

蹄兔,蹄兔目,属于有胎盘的真兽类哺乳动物。虽然这货长得像一只土拨鼠,然而这两颗尖牙还是暴露了它其实是大象的远房亲戚。

然而大象表示并不认识这个亲戚。

好吧,这你就接受不了了?我还没说你还有个远房亲戚生活在海里呢。

对不起,放错图了,这个才是

虽然这家伙叫海牛,但其实它应该叫海象更合适,因为跟它亲缘关系最近的是陆地上的大象,虽然大象可能一时接受不了,但这是真的,你看你们吃奶的方式都一样

扯远了,扯远了,接着说老鼠,很多像老鼠的动物并不是老鼠,反而很多看样子跟老鼠八竿子打不着的动物,却真的是老鼠,比如这位。

豪猪长着一身硬刺,而且性格极其暴躁,一不小心惹毛了它,你可能就会变成这样,

无论从体型,样貌,性情,豪猪都跟畏畏缩缩的老鼠联系不到一起,然而这两颗发达的门齿还是暴露了它属于啮齿目的本质,豪猪本质上就是一只长满刺的大老鼠。

作为啮齿类动物的骄傲,豪猪第一次实现了老鼠对猫的反杀。

那么就没有体型很大还很温柔的老鼠吗?当然有,这就不得不提动物界的老好人,人见人爱的水豚君。

不要被它的名字欺骗,水豚并不是水里的猪,它也属于啮齿类,其实本质上还是一只大老鼠。

然而水豚也不总是这么呆萌,比如在乌拉圭发现的史前水豚,头盖骨化石长达53厘米,推测身高可能达到1.5米,体重可能达到一吨。也就是说,这是一只比牛还大的老鼠,莫名的惊悚啊有木有。

夭寿啦,老鼠成精了怎么办,不用怕,因为当时的猫是这样的


又扯远了,还是说回趋同进化,是什么原因导致根本没有亲缘关系的动物长得如此相似呢?因为他们处在相似的生存环境中的相似生态位上,这就导致这两种动物向着适宜这个环境的最优解进行进化,而相同环境下的最优解也往往是相同的,所以他们也会进化的惊人的相似,这种现象在自然界比比皆是,不仅仅局限于老鼠。

再比如这个

乍一看许多人会认为这是一种蛇,你看他细长的体型,满身的鳞片,还没有脚,不是蛇还能是什么?

然而这还真的就不是蛇,而是蛇蜥,虽然它长的极其像蛇,甚至还学会了蛇皮走位,连行动都模仿的惟妙惟肖,然而它其实是一只蜥蜴。蛇蜥跟蛇的最大区别在于它的尾巴,虽然身体都很细长, 但是蛇的身体绝大部分都是细长的躯干,尾巴只有很短的一小段,而蛇蜥的尾巴则占据了身体的一大部分。

甚至跟其他的蜥蜴一样,蛇蜥的尾巴是能断的。

另一个显著地区别在于眼睛,蛇的眼睛是没有眼皮的,不能眨眼,而且不能转动,永远是一副死鱼眼盯着你,而蛇蜥和其他蜥蜴一样有眼皮,可以眨眼。


蛇可以说是自然界的乔布斯,喜欢简约的设计风格,把一切繁杂的设计都舍弃掉,简化到不能再简化。就像简约风格的苹果手机获得了巨大的成功一样,蛇类的简约进化也使它们在生存上获得了巨大的成功。它们在恐龙时代诞生,而当恐龙都灭绝了6500万年了,它们依然完好的生存在世界上的各个角落,简约的设计不仅没有限制他们的适应能力,反倒使他们完美的适应了各种生存环境。

比如草地

森林

沙漠

沼泽

海洋

甚至是天空

和你家的马桶


---------------补充一下--------------

有人问我这种会飞的蛇是在开玩笑嘛,当然不是,这是一种真实存在的蛇,叫天堂树蛇,它并不会飞,但是可以将肋骨撑开,把整个身体撑成一张薄片,然后在天空滑行,从一棵树飘到另一棵树上,滑行距离能达到几十米。

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蛇的简约设计过于成功,以至于其他动物也开始纷纷模仿,都纷纷舍弃了四肢,试图把自己变成一条蛇。

蚓螈,两栖纲,跟青蛙是亲戚,也把自己改造成了蛇,虽然看起来更像大号的蚯蚓。

蚓蜥,作为爬行类的近亲,它也有样学样,也把自己山寨成了蛇,虽然还是更像蚯蚓,比蛇蜥是差远了。

跟蛇蜥不同的是,蚓蜥似乎难以舍弃自己辛辛苦苦进化出来的四肢,在退化掉后腿的同时,又保留了前边的小爪爪,也不觉得画蛇添足。

作为硬骨鱼纲的黄鳝也不甘落后,也退化掉了鱼鳍,把自己变成了一条蛇

它甚至比蛇类进化的更绝,把骨头都退化掉了,就剩下一根脊柱

黄鳝之所以进化成这样,是为了让自己能更好的钻进洞里,寻找食物,躲避敌害,可谁又能想到辛辛苦苦进化出来的生存技能竟为自己惹来杀身之祸。


而就在其他动物都拼命想把自己变成一条蛇时,有的蛇却反其道而行之,就比如这个。

加蓬咝蝰,这大概是身材管理最差的蛇,它大概是不想再做蛇了,放弃了让人羡慕嫉妒恨的修长身材,特别想把自己变成一条毛毛虫。

而大概得不到的才是最好的,真正的毛毛虫,却绞尽脑汁想把自己变成蛇。

甚至二次元画风也在所不惜。

甚至羽化成蝶时还念念不忘。

甚至有些高手已经修炼到了出神入化的境界

看到这张图,你是不是已经被这只吐着信子的蛇吓到了,然而其实它还是只毛毛虫。


然而遗憾的是,哺乳动物所在的合弓纲是脊椎动物大家族中唯一一个没有能进化成蛇形的类群,但是我们用行为艺术弥补了进化上的缺陷。这就不得再次提到开头说的鼩鼱。它们特别喜欢玩人体蜈蚣的游戏,哦不,应该叫鼩体蜈蚣。鼩鼱搬家时,鼩鼱妈妈走在最前边,而小鼩鼱就会依次咬着前边的尾巴穿成一串。

这样能使止小鼩鼱不至于走失,同时又能使鼩鼱的体型看起来增大了数倍,远远看去真的就像一条蛇一样在地上爬行,足以吓退捕食者。就因为这一习性,鼩鼱又有了一个外号叫钱鼠。

当然,我们人类也不甘落后,要为哺乳动物争光,不就是趋同进化吗。在现代科技的帮助下,一些人类已经突破了进化的瓶颈,变得越来越像蛇。


趋同进化不仅限于当今生物,甚至在古生物中,也能找到趋同进化的影子,如果你看到这样一只动物的化石。

你会以为它是某种史前的乌龟。然而并不是,这是一种叫楯齿龙的动物,生活在两亿年前的三叠纪。它甚至比乌龟更早的进化出了坚硬的甲壳。某种程度上说,并不是它山寨了乌龟,而是乌龟山寨了它。

它复原之后是这个样子。

虽然看起来像一只奇怪的乌龟,但是跟乌龟有着本质的区别。决定着它不是乌龟的最大特征在于它的牙齿,楯齿龙嘴里长满了这种非常奇怪的石子一样的牙齿,因而得名楯齿龙,而真正的龟类嘴里是没有牙的。

除此之外,楯齿龙的后腿和腰部都是暴漏在背甲之外的,而龟类的背甲则包裹了整个身体。

还有一个更明显的区别,龟类的背甲都是由规则的大块的甲片拼接而成,而楯齿龙的背甲则是一堆细碎的小甲片。

在楯齿龙即将灭绝的时代,龟类的化石出现了,很可能是由于相同生态位上竞争不过身体结构更加先进的龟类,楯齿龙惨遭淘汰了。

跟蛇一样,龟类的造型也是一种非常成功的设计,因此在自然界中也是多次出现,除了2亿年前的楯齿龙之外,哺乳动物甚至也出现了类似的设计。

雕齿兽生活在3万多年前的美洲,它们也进化出了乌龟一样的背甲,甚至比龟甲更加坚硬,它们的的体型能达到两吨,比乌龟大得多。以至于刚来到美洲的印第安人对这种奇怪的“大龟”大惑不解。但他们马上发现了这种动物的用途,于是把他们的壳改造成了房子,然后这种动物就灭绝了。

但它们仍然有亲戚活到了今天,这就是生活在美洲的犰狳。不过相对于想把自己变成乌龟的史前亲戚,犰狳似乎更喜欢把自己变成一只潮虫。


--------------2019-3-8-------------------

没想到啊没想到,随手写的回答竟然两天就一万赞了,这大概是我写的所有回答中涨赞最快的一个了。评论里很多小伙伴们表示开车没开够,那我就再带你们一程。

说道趋同进化,当然远不止上边提到的这些,自然界的动物跨越上亿年的时光进化的迷之相似的例子比比皆是,比如这位。

生活在白垩纪的三角龙,很容易让人联想到当今还活着的一种动物。

头上长角也是一种成功的设计,不仅带来的强大的防御能力,同时也使形象瞬间威武霸气了许多。这么拉风的设计自然也不会只出现一次,喜欢显摆的变色龙自然也不能放过这个绝佳的装逼利器。

甚至有些甲虫也纷纷效仿

甚至在哺乳动物身上也独立出现了好多次。

雷兽,生活在3000多万年前始新世,鼻子上也长着一个大角,虽然这货怎么看着都感觉像犀牛,但是现存跟他亲缘关系最近的动物却是马。

而当时的犀牛是什么样的呢?这样。

这个东西叫跑犀,虽然长得像马,但确是货真价实的犀牛。那是一个大家都拿错了剧本的时代,马长得像犀牛,犀牛却长得像马

然而更坑爹的还在后面,跑犀大概也觉得自己长成这样有点给犀牛家族丢脸,于是知耻而后勇,越长越大,一不小心长成了这样。

巨犀,身高超过7米,体重超过20吨,不仅长成了犀牛家族最大的块头,而且也是有史以来陆地上出现过的最大的哺乳动物。即使现在只能看到化石,依然能感受到它的震撼。

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趋同进化不仅发生在陆地上,还发生在海洋里。比如这个

两亿年前生活在中生代海洋里的鱼龙,跟今天生活在海洋里的海豚进化的惊人相似。

作为古生物中的明星物种,鱼龙的出镜率实在是有点烂大街了,甚至小孩子都知道。不过今天要说的不是这个,先看几个图片。

鲨鱼,软骨鱼纲

金枪鱼,硬骨鱼纲。

鱼龙,蜥形纲

海豚,哺乳纲

座头鲸,哺乳纲

儒艮,哺乳纲

河狸,哺乳纲

鸭嘴兽,哺乳纲

看了这么多,有没有发现一个现象,都是水里生活的动物,为啥硬骨鱼,软骨鱼,还是爬行类,它们的尾鳍都是竖着的,而只有哺乳动物的尾鳍是横着的?啥,没注意看,回去再看一遍。

这些哺乳动物生活在世界不同的区域,也不是来自于相同的祖先,海豚和鲸鱼来自于偶蹄目,海牛来自于古代的髁节目,河狸来自于啮齿目,鸭嘴兽关系更远,来自于更加原始的柱齿兽目,可是它们为啥都不约而同的进化出了扁平的尾巴呢?而除了哺乳动物,为啥这种形状的尾巴再也没有在其他动物的身上出现过呢?

这个问题的答案其实并不在尾巴上,而在脊柱上。

看到这么多图,你应该能总结出两点,第一他们都是哺乳动物;第二,他们都能缩成一团。而这个看似轻而易举的动作,却只有哺乳动物能做的出来,因为只有哺乳动物有能前后弯曲的脊椎,而其他的动物,鱼类,两栖类,爬行类,它们的脊柱都不能前后弯曲,只能左右弯曲。

脊柱的弯曲方式带来了不同的运动方式,只有哺乳动物能四脚着地的利用脊柱前后弯曲而高速奔跑。

也可以利用这种脊柱进行弹跳。

甚至是做出很多高难度动作。

而爬行类,它们的脊柱只能左右弯曲,因此只能摇头摆尾的左右扭腰的往前爬。

因此当哺乳动物重返海洋时,他们也是利用这种脊柱前后弯曲的运动方式,最终不约而同的进化出了扁平的尾鳍。而其他动物只能左右弯曲脊柱,所以就进化出了配套的竖直的尾鳍。


而爬行动物又发现一个问题,这种左右弯曲的脊柱极大限制了运动速度,靠四条腿爬行的速度竟然还特么不如靠两条后腿跑的快,所以当遇到危险时,蜥蜴都会选择抬起前肢用两条后腿火速逃离。

而其实爬行动物早在两亿年前就已经发现了这个问题,两亿年前的爬行类就已经选择这种运动方式了。

于是它们的后腿变得越来越发达,而前腿则变得越来越短小,所以后来它们变成了什么你应该能猜到了。

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补充一下,关于脊柱弯曲方式的问题,前边说的并不太严谨,爬行动物并不是脊椎不能前后弯曲,确切说应该是躯干部分的脊柱不能前后弯曲,爬行动物的颈椎都很灵活,尤其是鸟颈类主龙以及他们的后代的颈椎的灵活程度甚至超过哺乳类。

作为鸟颈类主龙后裔的鸟类都有着非常灵活的脖子,猫头鹰甚至能将脖子向任何方向扭270度,任何哺乳动物做这种动作都会扭断脖子。但是这并没有什么卵用,灵活的颈椎对运动并没有什么帮助,他们的躯干部的脊椎却依然十分僵硬,不能前后运动。

还有人提到不只是哺乳动物能缩成一团,的确有些爬行类和两栖类也能将身体缩成一团,不过它们所谓的缩成一团的动作跟哺乳动物完全不同。

你应该能看到,它们其实是将身体侧向缩成一团,而并不是像哺乳动物那样向前弯腰缩成一团,本质上还是因为他们躯干部分的脊椎不能前后弯曲,所以才只能摆出这么一个扭曲的造型,而且似乎还很费劲的样子。


------------------2019-4-7----------------------------

本来以为这波热度已经过去了,没想到这个回答突然间又回光返照了,一天之内收获1900赞,很多小伙伴都在催更,那我又怎能扫了大家的兴致,继续更新一波。

看评论区发现至少40%的评论都是关于那条死不瞑目的黄鳝的,看来人民群众喜闻乐见的还是这种不正经的东西,那么接下来就集中讲一下那些进化的很不正经动物吧。

既然说到趋同进化,那么肯定会有人心中出现一个大胆的想法,自然界中有没有进化的很像丁丁的东西?

怎能没有,比如这个。

象拔蚌,号称自然界的野生丁丁,不但是因为它长得像丁丁,它的习性也很像丁丁,比如:

那么还有别的长得像丁丁的动物吗,当然有,大自然的鬼斧神工,进化出个野生丁丁简直小菜一碟,象拔蚌算什么,你看这个。

一只进化成JB怪的海星,就问你怕不怕。

粒皮瘤海星,把五个触手进化成了不可描述的形状,但是它并不是天生就想进化的这么色情,要是换个角度看,它其实还有点萌萌哒。

还有这个,单环刺螠,俗称海肠子,同样进化成了糟糕的形状,而且还有点包皮过长。

还有这个,一种海葵。

那个硕大的龟头,其实是它用来吸附在岩石上的吸盘。

还有一种生活在400米深的水下的一种深海蠕虫,也长成了这种迷之形状。

当然,丁丁怪不仅限于当代生物,史前的世界就已经出现丁丁怪了,比如这种:

这是一种叫动吻虫的动物,生活在5亿年前的寒武纪,而那时真正的丁丁还没有进化出来。可能有人会觉得,这似乎不太像丁丁啊?

我又没说像人的。

这就是你家猫的丁丁,自带激情倒刺,难以想象外表萌萌哒的猫咪,丁丁竟然长得如此惊悚。其实不光是猫,所有的猫科动物,丁丁上都有倒刺,所以你就应该明白,狮子交配时,母狮子的表情为什么那么扭曲了。

其实,生而为人,还是挺好的。

可能还有人会问,自然界的丁丁怪只在海里才有吗?当然不是, 陆地上的丁丁怪毫不逊色于海里,比如:

一只长得像鸡鸡的鸡,幸亏我放的是全图,要是只截取一部分,恐怕会引起误会。

还有这个,一只长了毛的丁丁。

其实它是一只狗。

还有这个

一种毛毛虫,不知它为何进化成了这个样子,毛虫进化的像蛇是为了吓退捕食者,而它为何进化成这种糟糕的形状,我是百思不得其解。

而当他蠕动起来的时候…………


陆地上的丁丁怪甚至不限于动物,真正的把丁丁进化的出神入化的其实是植物。

比如,你以为这是一只丁丁,其实它是一颗仙人掌

你以为这是一只丁丁,其实它是一跟胡萝卜。

你以为这是一只丁丁,其实它是一根辣椒。

你以为这是一只丁丁,其实它是个土豆

当然最牛逼的还要数这个,你以为这是一只丁丁,其实它是一颗猪笼草。


好了,老司机到站了,今天就更新到这里了,请意犹未尽的小伙伴们排好队,依次下车。

实在不想下车的小伙伴可以移步这里:

为什么偏偏是人类进化成了“人类”? - 无fa可说的回答 - 知乎 zhihu.com/question/3230


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多孔动物门的成员,海绵宝宝的原型。再生能力极强,即使被消化成单细胞也能恢复,然而再生的方式是...一群爬来爬去的细胞重新把自己攒回来。

然后另一个印象深刻的是陆生植物生殖方式的演化史,高中课本上用一句“低等植物用孢子繁殖”一笔带过,本科学了植物学才知道这是个把胎儿扔了把胎盘养大的故事...


更新20190319:

鉴于很多人反映文章太长、专业词汇太多,这里补充一个精简版:

众所周知,大部分多细胞生物的体细胞是二倍体,而生殖细胞则是单倍体。对于人和动物而言,这一命题的成立可谓天经地义,然而植物们却并非自古如此。在同陆生植物亲缘关系最近的藻类植物——轮藻类中,情况是正好相反的。轮藻类的体细胞是单倍体,二倍体细胞只在繁殖时期短暂出现。然而在植物登上陆地时,一系列无可回避的选择压力迫使植物改变了自身的发育程序,产生出了用于批量生产孢子的二倍体多细胞结构。接下来,这个二倍体的多细胞构造变得越来越复杂,适应性也越来越强,逐渐取代了原本的单倍体身体变成了陆生植物的本体,而原本由单倍体构成的“废旧“的身体则在一系列丧心病狂的改造后,变成了用于携带精子的花粉和用于携带卵细胞的胚囊,从而和动物们实现了殊途同归。从结果上来看,就是原本用来生产下一代的生殖器官自己长成了植物,而把原来的植物变成了生殖器官。这一系列令人哭笑不得的操作背后的那只推手,居然是“精子不会飞”这个令人哭笑不得的问题。

下面是对这一演化历程的详细介绍,篇幅1W+,容易引起长文恐惧症,特此预警。


下列内容主要参考李凤兰、高述民版《植物生物学》、白书农著《植物发育生物学》和翟礼嘉、顾红雅等译,A.M.史密斯等著《植物生物学》。

在正式进入植物演化史的话题之前,先补充一个基础知识:

与大部分人的印象不同,通过减数分裂和配子融合进行有性生殖是真核生物共有的一个保守性状, 青霉菌等尚未被观测到有性生殖过程的真核生物实际上是后续演化中失去了有性生殖能力,高中课本上讲的低等生物通过无性生殖繁殖后代,实际上指的是无性繁殖在低等生物的物种传播中起到的作用远超过有性繁殖。

对于单细胞生物而言,有性生殖意味着这种生物的生活史处于单倍体细胞融合形成二倍体细胞--二倍体细胞减数分裂形成单倍体细胞这样一个循环之中。当然有些单细胞生物是单倍体阶段占优势,只有特定的生活时期才产生二倍体的合子,并且立即发生减数分裂,例如衣藻。

还有些单细胞生物正相反,大部分时候是二倍体,有性生殖时才会减数分裂产生配子,然后配子很快融合成新的二倍体细胞,例如大部分硅藻类。


当然,对于这些单细胞生物而言,有性生殖过程并不能显著增加个体的数目,更多地是为了维持基因交流而采取的一种策略,真正对它们的个体数目增加起到凸出作用的还是有丝分裂。然后,当单细胞生物演化为多细胞生物时,就会面临一个选择:是用二倍体细胞构建多细胞体呢,还是用单倍体细胞?

这两者的分歧产生了三种不同的生活周期类型:第一种是在二倍体阶段发生多细胞化,单倍体阶段是单细胞的配子,比如人和动物;第二种是在单倍体阶段进行多细胞化,通过有丝分裂产生同样是单倍体的配子,配子融合产生的合子立即发生减数分裂,产生四个单倍体孢子,使用这个策略的是某些藻类和大部分真菌;第三种是二倍体和单倍体都发生多细胞化,产生两种不同类型的多细胞体,以单倍体世代和二倍体世代的交替来完成生活周期。

介绍完背景,再来说下我们今天的主角:陆生植物的登陆进程。如果向上追溯到单细胞生物称霸的年代,那么陆生植物的祖先是古代的等鞭毛虫,随后通过内共生事件,等鞭毛虫获得了叶绿体,从此开始了晒太阳为生的闲散生活。这次内共生事件后,等鞭毛虫演化出了灰胞藻、红藻和绿藻三个分支,并迅速发展壮大起来。在寒武纪-奥陶纪这段历史时期,新生的真核藻类们一路高歌猛进,很快遍布了海洋中一切能照到阳光的地方,甚至占领了海洋之外淡水水体。此时在绿藻这一支里,一类具有类似茎叶分化和轮状分枝构造的大型藻类--古轮藻类脱颖而出,它们不仅凭借着各种“超前”的生理构造在淡水藻类中取得了优势,还开始挑战生命的极限,侵入了周期性干涸的水塘和水边潮湿泥泞的地带。

上面两类环境的特征,是周期性的水旱交替。要想在这样的环境生存,古轮藻类必须能在干旱逆境下保住体内的水分。在这样的选择压力下,轮藻类逐渐建立起了一套抗旱机制,为后续的登陆积累了大量的“经验”。事实上在今天,这类水旱交替的环境正是现代轮藻的大本营。

然而,尽管看上去优势很大,轮藻类至今仍然面临着一个非常尴尬的问题:它们无法在干旱条件下繁殖。轮藻类采用的是在单倍体阶段多细胞化的生活周期,也就是说轮藻的多细胞体是由大量单倍体细胞构成的,繁殖时,藻体上产生含有大量精子的精子器和含有一个卵细胞的颈卵器,精子器把带有鞭毛的精子释放到水中,然后精子凭借自己的力量游进颈卵器中,和卵细胞结合形成合子,然后合子减数分裂产生四个孢子,这四个孢子分裂、萌发,就是新生的小轮藻了。

然而精子只有在水中才能游动,所以轮藻就算再抗旱,也只能在有水的条件下进行繁殖,这成为了植物登陆的一大障碍。

实际上不仅是轮藻,后来动物登陆时也出现了同样的问题,比如下图是正在积极讨论解决方案蝗虫夫妇:

然而它们讨论出的解法对于早就放弃了自主运动技能树的植物们而言毫无参考价值。

总之,这些生长于水旱交替环境下的类轮藻祖先只有在环境中有水时才能完成有性生殖,在海洋中理所当然的繁殖过程现在变成了看天吃饭。而且更坑爹的是,轮藻的发育程序是合子立即进行减数分裂,也就是说轮藻们盼星星盼月亮总算盼来一次成功的受精,充其量也只能产生四个孢子。而且在残酷的自然界,谁敢保证这四个孢子都能健康成长呢?

然而生命的力量就在于,只要给予足够的时间,即使能用的手段只有漫无目的的盲目突变,顽强的生物也们总能以最意想不到的方式找出逆境的解法。古轮藻们找到的第一个解法是修改发育程序,强行增加孢子的数量:受精过程完成后,合子进行的不再是减数分裂,而是有丝分裂,最终在母体的颈卵器里形成一个由大量二倍体细胞堆积成的细胞团,然后分化形成一个硕大的孢子囊,然后孢子囊基部的朔轴伸长,将孢子囊抬出颈卵器,孢子囊中大量的孢子母细胞发生减数分裂,产生大量的孢子并随着孢子囊开裂随风飘散。

这样一来,陆生植物祖先的生活周期就变成了第三种类型:单倍体细胞和二倍体细胞都进行多细胞化,二倍体世代和单倍体世代在生活史中交替出现。当然这个阶段,二倍体的孢子囊还只是作为本体的单倍植株为了增加孢子数量产生的附属构造,基本上没法把它视为独立个体。今天的苔藓就是在这个阶段与主流的陆生植物分道扬镳的。苔藓的孢子通过孢粉素构成的外壁抵抗风化和生物分解,一旦遇到水分充足的环境就萌发,产生各种不同形态的单倍体植物体,产生精子器或颈卵器。在苔藓生长的潮湿环境里,潮湿的空气会使植物体表面自然地形成一层液膜,并且精子器着生的生殖托等构造会在降水时溅起水花,带有鞭毛的精子就利用这些液膜和水花进入颈卵器,而颈卵器的颈沟细胞和腹沟细胞会在成熟时崩解,使颈卵器中充满液体。精子借助这些液体游动到卵细胞周围完成受精,然后合子发育成具有基足、蒴柄和孢蒴的二倍体附属构造,散出孢子,完成下一轮生活周期。在植物学上,苔藓的单倍体植株被称为配子体,而二倍体的孢子囊及其附属构造成为孢子体。

孢子体的出现虽然让植物可以产生大量随风飘散的孢子,而孢粉素外壳的出现使孢子能够安全地长期休眠,直到遇到潮湿的环境才萌发,使了下一轮繁殖能够依赖降水和湿气而不再需要真正的水体。从此植物终于开始像陆地进军了。然而这个策略实际上治标不治本,仍然没能彻底改变陆生植物繁殖看天吃饭的窘境。

最初的从上文我们可以看出,孢子体最初只是用来增加孢子产量的附属器官,配子体才是由轮藻类祖先的多细胞体演变来的植物本体。然而在植物首次向陆地进军到我们生活的现代,这五亿年里,发生了实在太多的变化。当年那个只有几厘米高,基本只是个带着长柄的孢子囊的孢子体,现在可以长成这样:

没错。你平时看到的各种植物,不论是参天大树还是花花草草,都是那个不起眼的孢子体变得。在大自然长达5亿年的鬼斧神工雕琢下,孢子体最终从附属器官变成了植物的本体。那么为何孢子体会喧宾夺主?原本作为本体的配子体去哪了?这一切可能都起源于一类被称为“多孢子囊植物”的化石类群做出的一个大胆的尝试。而莱尼化石群中大量出土的阿格劳蕨就是它们的代表。

上图是阿格劳蕨孢子体的复原图。这些孢子体的高度其实只有10厘米左右,比复原图本身的尺寸小多了,基本上和今天的藓类孢子体一个水平。并且通过和上面的苔藓生活周期示意图对比,可以看出它的孢子囊形态和着生方式也和苔藓植物非常相似。然而,它与苔藓的孢子体有着几项质的不同:首先,它并不像苔藓的孢子体那样作为附属器官着生于配子体上,而是直接通过假根直接长在了土壤上;其次,它能够进行分枝生长,尽管只是最原始的二叉分枝,但是这至少说明阿格劳蕨的孢子体有了自己的分生组织和顶端生长点,已经具有了植物体无限生长的特性。并且更进一步的显微观察发现,阿格劳蕨的孢子体蒴柄中心处有一列称为螅状体的原始运输细胞,在阿格劳蕨化石出土之前,人们只在大型藓类的配子体中见过这种构造。

尽管我们不清楚阿格劳蕨在基因层面上具体经历了什么,但是显然孢子体和配子体的发育流程在某种程度上串线了,让本来该生长在配子体上的假根和螅状体长在了孢子体上。后来更进一步的发掘和鉴定工作证明了这种“串线”是双向的:阿格劳蕨的配子体也长成了类似苔藓孢子体的无叶的光杆,只是把孢子体顶端的孢子囊换成了配子体的精子器和颈卵器。虽然看上去更像是某种严重的突变事故留下的后遗症,但是这种变化为阿格劳蕨带来了巨大的竞争优势:因为独立生存而延长了寿命的孢子体能够在它的一生中不断地分枝长出新的孢子囊,而每个孢子囊都会产生大量的孢子,于是阿格劳蕨的孢子体变成了一台可持续自主运作的孢子播种机,在这无数的孢子中,哪怕只有百分之一成功萌发成配子体并且等到了适合有性生殖的潮湿环境,也能产生数目可观的新生孢子体,并且把这个物种繁衍的循环继续下去。

当然,现在刚刚获得了独立生存能力的孢子体顶多是和配子体旗鼓相当的程度,从两开花到反客为主还有很长的距离。


更新190309:鉴于很多人反映看不懂,答主准备采纳 @黄琪 的建议,对对叙述方式做些调整,补充一些有助于理解的示意图后续更新。

上回说到,阿格劳蕨的孢子体有了独立生存的能力,从附属于配子体的生殖器官变成了独立生存的植物体,开始和配子体分庭抗礼,独立生存的孢子体会用它的一生不断地长出孢子囊并散布孢子,使阿格劳蕨获得了强大的竞争优势。不过,这些刚刚独立的孢子体结构仍然十分简单,基本上只是从一跟柄上长着一个 孢子囊变成了一个分了很多叉的柄上长了很多孢子囊,既没有根,也完全没有叶片之类的侧生器官。为何这样一根光棍能反客为主呢?这可以用下面这个情景来说明:

假设你是一颗阿格劳蕨,生长在图中左侧的湿润地区A,这里可以说是那个年代的风水宝地了,隔三差五就会下场雨,于是你的配子体总是能利用雨点溅起的水花完成受精任务,不过正因为繁殖太容易了,这里很快变成了一个草丛,竞争非常激烈,你和你的同类需要争夺有限的阳光。而在图中右侧是另一块湿润地区B,同样有着适合繁殖的气候条件,但还没被任何植物开发。如果你的后代能捷足先登,抢先把湿润地区B占领,就能独享湿润地区B的资源。但是湿润地区A和湿润地区B之间隔着一片旱地,这片旱地的长度超出了你的孢子的“有效射程”。现在你怎么办?

最简单的办法有两个,一个是增加孢子的散播距离,这要求你的孢子体长得更高。

第二种方法是长进旱地里,缩短你和湿润地区B的直线距离。然而这是一片干燥的旱地,没有支持配子体完成受精的水环境,所以把配子体长进旱地里并没什么意义,你只能把孢子体长进去,像这样:

这两种办法都要求孢子体的体型增大,而更大的体型需要更完善的运输系统保持水分和营养的供应。于是局势变得很明朗了:植物对陆地的探索本质上是个抢地盘的游戏,孢子体长得越大,抢地盘的速度越快,而运输系统的发达程度决定了孢子体体型的上限。于是在志留纪末期,最早的维管植物--莱尼蕨诞生了。

莱尼蕨复原图。和阿格劳蕨外观近似,也是个长了孢子囊和假根的光棍。

莱尼蕨孢子体断面化石,中间那一小团黑就是维管束。

是否具有维管中柱是藻类等的体轴和真正的茎的分界线。在维管束出现之前,一个植物器官长得再像茎,也不会被植物学家称为茎,最多说成“有类似于茎的分化”。莱尼蕨是第一个可以让人放心使用“茎”这个词的生物。从古轮藻类开始尝试登陆,到茎这个对现代蕨类而言理所当然的结构终于出现,中间是近一亿年的摸索。然而讽刺的是,姗姗来迟的茎并没有出现在由轮藻藻体演变来的配子体上,而是出现在了原本是繁殖器官的孢子体上。


替没看懂的小伙伴们梳理下时间线和主要事件:

1、在大约寒武纪末期,一种类似于现代轮藻的大型淡水藻类开始登陆。这些藻类的繁殖方式很特殊,它的体细胞是单倍体而不是像动物那样的二倍体,繁殖时候需要先产生精子和卵细胞,在水中完成受精,之后受精卵发生减数分裂,产生四个孢子。由于精子不会飞,植物也没法交配,所以受精过程必须在水里才能完成;

2、在陆地上,水只能由雨水或者潮湿环境下植物体表形成的液膜来提供,这个条件很苛刻,所以在陆地上成功完成一次受精是一件幸运得可以放鞭炮庆祝的事情,然而一次受精只能出四个孢子太少了,于是社稷有绝种之危,生灵有断代之急。

3、4.7亿年前,奥陶纪,古苔藓开发出了一种叫孢子体的陆地专用繁殖器官,只要用了孢子体这种高科技玩意儿,一次受精产生的就不再只是4个孢子,而是一个装满了的孢子囊,用过的都说好。并且这个孢子体是受精卵发育过来的,是个二倍体,为了区分,单倍体的植物体从此就叫做配子体,到这里为止, 孢子体是个附属的繁殖器官,配子体才是本体。

4、志留纪后期,一个叫阿格劳蕨的玩意嫌一个孢子囊太少,给孢子体做了升级改造,然后玩脱了,让孢子体有了脱离母体独立生长的能力。不过这个改造确实大幅度提高了孢子产量,于是阿格劳蕨就发达了。

5、发达了的阿格劳蕨开始在陆地上抢地盘,然后孢子会飞精子不会飞,配子体的体型在这个抢地盘游戏里并没什么卵用,而孢子体必须大大大大大大大。

6、志留纪末期,为了让孢子体大大大大大大大,营养运输必须强强强强强强强,于是莱尼蕨的孢子体开发出了维管束这个黑科技,把孢子体的蒴轴给升级成了茎。


在维管束这个黑科技的辅助下,莱尼蕨的孢子体可以肆意地大大大大大大大,甚至能长成身高30cm的植物界巨人--当然这个巨人是志留纪的标准。

然而,与孢子体的一身高级装备形成鲜明对比的,是依旧用着轮藻遗留下来的老式装备,弱小可怜又无助的配子体。莱尼蕨的配子体化石记录最高只有13mm,从复原图来看,它们大概长这样:


轮藻纲的很多成员都好歹还有个“类似茎叶的分化”,能看出是棵植物的样子,而莱尼蕨的配子体只能让我联想到鸡腿菇。

在这种鲜明的对比面前,我想任何人都不会把配子体当成莱尼蕨的本体。

尽管看上去匪夷所思,但从另一个角度讲,这也是必然的:孢子体能在任何环境散播孢子,而配子体只能在有水时才能完成受精,如果是在干燥的内陆地区,就相当于只有在下雨时能繁殖,所以孢子体在植物种群扩张中的作用远超过配子体。在这种条件下,减少配子体从萌发到成熟消耗的时间,进而缩减配子体的寿命,就是在变相的增加孢子体在生活周期中的时间占比,进而加速后代的地盘扩张。于是在几轮自然选择之后,陆生植物的配子体就都成了小不点。

相比孢子体的发家史,人们对配子体逐步简化的进程了解相对较少,这是因为配子体不仅从来就没能演化出维管和机械组织这类易于形成化石的坚硬结构,还在不断地失去原有的复杂结构,变得越来越微小,即使形成了化石也不一定能被发现;此外,配子体的化石也不会直接把配子体仨字写在脸上,只有当化石中保留了精子器、颈卵器这类生殖器官时,植物学家才能断言这是个配子体;最后,从莱尼蕨开始,同一种植物的孢子体和配子体外形差异变得越来越大,只有当化石恰好捕捉到某些将孢子体和配子体联系在一起的瞬间时,才能确定孢子体和配子体属于同一种植物,比如你知道某种古蕨的孢子形态,而某个化石记录了一个幼小的配子体正从孢子里长出来,或者你知道古蕨的孢子体形态,而化石记录了幼小的孢子体正从配子体的颈卵器中长出来。在这类化石资料被发现以前,配子体的化石和孢子体的化石经常被给予不同的拉丁文学名。因为这些限制,尽管莱尼蕨的孢子体化石在20世纪初就已经被报道,直到2003年,才有研究者发表第一篇描述莱尼蕨配子体的学术文献( Kerp H , Trewin N H , Hass H . New gametophytes from the Early Devonian Rhynie chert[J]. Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences, 2003, 94(4):0-0.)


更新19.3.11

从莱尼蕨开始,配子体失去了它们在生活周期中的主导地位。尽管因为前文提到的原因,配子体的化石记录非常不完整,但是仅从现存的植物来看,它们应该是再也没能翻盘。而孢子体演化相关的化石记录也出现了一些关键环节的缺失,毕竟像莱尼燧石群这种火山泉抽风把一整个生态系统石化供后人瞻仰的情况还是很少见的。我这里只说以我手头的资料能确定的事情:

首先,孢子体继续乐此不疲地进行着它们的日常任务:大大大大大大大。然而纤维素细胞壁的机械支撑能力是有极限的,不能让植物体肆无忌惮地大大大大大大大。于是孢子体们开始往细胞壁里添加一些奇怪的东西,比如下图这个:

我们来复习一下生物体内可能出现的大分子物质:多糖、核酸、蛋白质,以及以上三者的花式变型。然后看着上面这个化学结构对号入座一下,它不就是...不就是...不就是...

这尼玛是啥?

这玩意水解时候该断哪根键啊?

水解产物该怎么利用啊?

作为生态系统分解者的微生物们也想问这个问题,可是忙着大大大大大大大的孢子体们并没兴趣回答。今天的裸猿们管这东西叫做木质素,并且把但凡能生产这玩意的维管植物叫做真维管植物。

道路千万条,安全第一条。然而以生殖器官造反起家的孢子体们从来不知道安全俩字咋写。孢子体们通过光合作用把大气中的二氧化碳转化成糖类,然后用来合成构成身体的各种有机物,其中很大一部分就是上面这个木质素,毕竟听这个名字就知道,它能让孢子体大成一棵树。

然后神龟虽寿,犹有境时,就算是号称无限生长的植物也终有一死,然后被微生物重新分解氧化成二氧化碳,从哪里来到哪里去。然而木质素这个玩意......该断哪根键啊?

于是大气中的二氧化碳被单向地转化为木质素,然后伴随着沉积过程被埋入地下,生物圈中的碳元素开始出现净减少,而地球上还偏偏都是碳基生命。

于是孢子体的大大大大大大大引起了一连串连锁反应,和今天人类的各种新科技引发的环境污染有一拼,然而那个年代没有环境检测部门去叫停孢子体们的违章生产,后果非常严重,差点让地球生物一起团灭。具体情况知乎大神@攀缘的井蛙 的专栏讲的很详细,如果有兴趣,强烈推荐前往阅读。

由于二氧化碳的净减少,陆生植物的光和效率开始直线下跌,依靠一根光棍晒太阳的模式再也行不通了,再不长叶吃枣药丸,正式点的说法叫做二氧化碳的减少促进了叶片的演化。

其次,如同等鞭毛虫在凭借着内共生占领海洋后分化成了灰胞藻、红藻和绿藻三大分枝,凭借着发达的孢子体和违章生产木质素占领了陆地的真维管植物也出现了演化分歧,形成了石松植物和真叶植物两个大分枝。在石炭纪,石松植物中的老前辈——工蕨开发出了侧生孢子囊,进一步增加了孢子的产量;然后后辈星蕨类又自主研发出了叶片这个构造,用来提高光和效率,从而缓解它们自己作出来的二氧化碳缺乏问题。搞出叶片之后,石松们又把一部分茎变形后插入地下,充当主根,然后把变形茎上的叶片稍微改造一下,用来充当侧根,成功地凑出了根茎叶齐全的身体。然而这些侧根稍一受力就能像叶片一样从主根上脱落,暴露出其变形叶片的身份。石松植物亚门幸存至今的后代包括石松科、卷柏科和水韭科,这个类群祖上曾经阔过,@攀缘的井蛙的专栏有很详细的介绍,因此不再赘述。

和莱尼蕨的情况差不多,石松类的配子体完全没从孢子体的各种先进构造中沾过一点光。现代石松的配子体失去了光合作用的能力,把自己埋在地下和真菌共生过活。下图是一颗石松的配子体正在被孢子体的幼苗破体而出:



上回说到,黑了心的孢子体为了变大不择手段,违规开设了被后世称为“真维管植物”的黑作坊,开始生产木质素这种不可降解的化工材料,生产原料还是碳基生物的命根子--生物圈中循环的碳元素。后来因为分赃不均...咳咳,我是说演化分歧,产生了石松亚门和真叶亚门两个独立的分支。上回说到石松植物的配子体日常被孢子体破体而出,这回来说说真叶植物。

相比于石松植物而言,真叶植物的化石记录存在一些关键性的缺失。没有任何一种任何化石完整地记录了真叶植物的根分生组织和叶片这两个关键结构的形成过程。尽管部分早期真叶植物化石中能够观察到疑似根部的器官,但是它们都非常残破,没能保留植物生前的解剖学细节。一直以来,对于真叶植物亚门的演化过程和现存真叶植物类群遗传关系的亲疏,植物学家们在只能凭借已有的化石记录加上一部分主观推断来提出种种假说。近年来,随着分子生物学和生物信息学的发展,人们终于有了依据现存生物的基因组序列而非化石证据对各生物类群的演化关系进行还原的手段。对于化石记录相对完整的石松植物而言,传统古生物学家根据化石记录推断的演化过程与通过生物信息学算法依据现存植物遗传序列建立的进化树基本吻合。然而到了真叶植物亚门这里,新技术的介入很快演变成了对传统主流理论的花式打脸。因此,像上回一样,我这里只介绍以我查到的材料比较确定的部分:

1、尽管古生物学家们提出的模型存在一些漏洞,但是他们猜对了最关键的一点:真叶植物亚门是个单系群,并且是石松植物的姊妹群。简单地解释一下,这意味着前面所说的真叶植物和石松植物分赃不均……咳咳,我是说分道扬镳的事件在历史上的确发生过。

2、真叶植物的根和石松植物的根虽然结构相似、功能相同,但其实并不是同源器官。此外,在真叶亚门内部,种子植物的根和真蕨类的根也很可能不是同源器官。

3、真叶植物的叶片起源独立于石松植物,并且也起源了不止一次。下图是维管植物的演化树,蓝色标识为石松植物叶片起源的位置,红色标识为真叶植物叶片起源的位置,可以看出石松类的叶片只起源过一次,而真叶植物的叶片发生过多次独立起源。

4、真叶植物叶片不仅在起源时间上与石松植物不同,而且其前身构造也不同于石松类。石松植物的叶片起源于无叶茎表面的刺状突起,而大部分真叶植物的叶片本质上是一组合并了的无叶枝条,这种起源过程在茎着生叶片的位置周围留下特殊的叶痕构造。

5、现存的广义真蕨类和种子植物各自构成一个单系群,而真叶植物则是由这两个单系群组合成的更大的单系群。这个理论受到三组独立进行的分子生物学研究的支持。通俗点说,就是种子植物和真蕨类的关系即不是达尔文年代认为的“蕨类植物进化成了种子植物”,也不是传统演化论认为的“种子植物是产生出了种子构造的那部分真蕨类,而真蕨类是被人为去掉了有种子的成员后剩下的那部分真蕨类”。实际发生的情况是:真叶植物在起源后不久内部也分成了两大分支,它们分别发展成了今天的广义真蕨类和种子植物,这两个类群是选择了不同演化路线后分道扬镳并互相竞争的亲兄弟。虽然从它们今天在世界范围内的分布情况来看,这场竞争基本上是种子植物赢了。

真蕨孢子体的标准配置是横走的地下茎+大量不定根+地下茎上着生的、伸出地面巨大的羽状复叶,地上部可见的植物体完全就是巨大化的叶片。

孢子体成熟后,由叶片表面的孢子囊散出孢子,在合适的环境下发育成配子体。与力求榨干配子体一切剩余价值的种子植物不同,真蕨类是国际维管植物配子体保护协会的老牌成员,它的配子体通常的形态是生有假根的绿色心形的叶状体,就像是低配版的苔藓:

这个可爱的小生灵既不需要和真菌共生,也不需要长得像个鸡腿菇。尽管力量微薄,但它毕竟是靠着自己的光合能力自给自足,无忧无虑的生活着,直到……













直到它被自己孕育的新生孢子体那发达的根系穿个透心凉。

Wtf? 说好的善待呢?

这个“善待”全靠同行衬托。毕竟和种子植物比起来,真蕨类对配子体的确算是仁至义尽了。


更新190317

花开两朵,各表一枝。真叶植物的另一大分枝——种子植物起源于一个称为原裸子植物祖先类群。原裸子植物的孢子体非常热衷于“大大大大大大大”的进阶任务——植树造林,为了能长成一颗粗壮的大树,原裸子植物开发出了能够双向生长的维管形成层,从而使维管系统的两大组分——负责运输水分的木质部和负责运输有机物的韧皮部都能够无限生长。而同一时期与原裸子植物竞争的其他树型蕨类则通常只有木质部能无限生长,这些蕨类虽然也能长成树,但是它们的孢子体一旦长到了某个高度上限,茎中的木质部和韧皮部的比例就会开始失调,无法继续生长了。而原裸子植物则能根据当前体型的需要同步地产生木质部和韧皮部,只要条件适宜,理论上能长得无限大。于是原裸子植物从众多竞争者中脱颖而出,凭借着无限生长的本事遮天蔽日,贪婪地汲取着阳光中的能量,让一众XX蕨们只有在树荫底下羡慕的份儿。

然而,被孢子体遮蔽在树荫下的不止有其他类群的竞争者,还有原裸子植物自己的配子体。泥盆纪-石炭纪时期,一大批植树造林积极分子如雨后春笋一般涌现,留给配子体的阳光实在不多了。再加之从莱尼蕨时代开始,配子体演化的大趋势就是像蘑菇一样迅速长成,完成了繁殖任务之后赶紧原地去世给孢子体腾地方,配子体在它一生中能依靠自身的光合作用积累的资源实在是少得可怜,配子体一生中能调用的物资几乎完全就是孢子中储存的那点营养。而另一方面,孢子体的复杂化意味着受精卵发育成孢子体的幼苗需要的物资消耗变大了,然而在孢子体的幼苗长出第一片叶片以前,它的营养供给是完全由配子体掌管的。于是在各种古蕨类构成的原始森林中,一种全新的选择压力开始成型:孢子的大小决定了配子体的体型上限,进而决定了配子体能给发育中的孢子体多少营养支持。并且这种选择压力只对负责生产卵细胞的雌配子体有效。在这种选择压力的推动下,一种称为孢子异型的策略应运而生。

使用孢子异型策略的植物,在繁殖时会产生大小两种不同型号的孢子,小孢子仍然有着正常孢子的体型,而大孢子则如同填鸭一般被灌入了各种营养物质,体型开始急剧增加。由小孢子发育成的配子体只产生精子器,而不产生颈卵器,与双性配子体相比,其能耗大大降低了。而由大孢子发育成的配子体则只产生颈卵器,独揽了给新生孢子体当奶妈的工作。下图是一颗原裸子植物大孢子化石。

根据植物学家Haig & Westoby提出的数学模型,一旦孢子体的复杂度达到某个极值,孢子异型策略会开始成为一切孢子生产策略中的最优解。正因如此,孢子异型策略在植物演化史上起源过不止一次,实际上,只要是祖上曾经走过植树造林这条路子的蕨类植物,多少都向着孢子异型的方向发展过,然而只有原裸子植物成功地在孢子异型的基础上进一步开拓创新,开发出了各种衍生于孢子异型策略的新技能,把孢子异型带来的优势发挥到了极致。

衍生技能1-配子体失去光合能力。

孢子异型化策略产生的前提,是配子体自身的光合能力有其局限,而孢子异型化发生之后,大孢子发育成的雌配子体能够从孢子中获取大量的营养,不需要再依赖自身的光合作用,而小孢子发育成的雄配子体则不需要为新生孢子体提供营养支持,因而能耗大幅度下降,也不再需要光合作用了,对这些配子体而言,生产光合作用所需的酶和捕光色素反而变成了一项负担。于是,产生自异形孢子的配子体逐渐失去了光合作用的能力。

衍生技能2-孢子内发育。

对于自身没有光合能力的配子体而言,单细胞的孢子时期才是它体内营养物质最丰富的时期,此后的每一次细胞分裂都会消耗配子体内储存的能源。因此,这些配子体的发育过程只有分裂而几乎没有细胞生长,无论细胞分裂多少次,总体积也和一颗孢子相差无几。于是这些配子体直到发育成熟也无法突破孢子表面那由孢粉素构成的保护性外壳,就像一只无法破壳的小鸡,永远保持着孢子的外观。这种现象称为孢子内发育。这样的配子体完成受精的方式也出现了一定的调整:雄配子体终生都像孢子一样随风飘散,而雌配子体则往往会在大孢子的外壳上开一个孔,让雄配子体从这个小孔落入颈卵器中,然后吸收颈卵器中的水分,萌发出一个包含了精子器的管状构造,精子从这个管状结构中被释放,从而完成受精。成功走到这一步的除了原裸子植物及其后代以外,就只剩下石松亚门的少数从成员了。

衍生技能3-妨碍大孢子散出。

前面说到,由大孢子发育而来的雌配子体是新一代孢子体的奶妈,然而某些原裸子植物对这位奶妈很不放心,怕她把孩子饿着。它们希望能对这位奶妈留在身边24小时实时监视,确保新生孢子体的营养供给不中断。于是,它们在大孢子囊的基部生成了一层柔韧的丝状包被组织, 用来延缓大孢子的散出过程,希望大孢子能够在孢子囊里多待一会儿,好充分地吸收母体的营养。与这一结构相适应,大孢子囊的上方产生了用于接受雄配子体的柱状构造,以便在大孢子没能成功散出时,能让雄配子体直接长进大孢子囊里完成受精。

这种丝状组织不仅延长了孢子在孢子囊内吸收营养的时间,还能对脆弱的大孢子和其中的雌配子体提供了保护,为原裸子植物带来了强大的选择优势,因而变得越来越发达。其上可供大孢子散出的缝隙越来越小。最终,在化石植物种子蕨里,这一包被组织彻底闭合,只留下了一个用于接受雄配子体的小孔。这种被包裹的大孢子囊被后世称为胚珠,完全闭合的包被组织被称为株被,而株用于接受被雄配子体的开口称为株孔,被包裹的大孢子囊则被称为株心,雌配子体改叫做胚囊,大孢子自然就叫胚囊母细胞。另一边,被封闭在小孢子的外壳中随风飘散的雄配子体改名叫做花粉,小孢子则变成了花粉母细胞。等到花粉落入株孔,使雌配子体受精后,胚珠也就变成了种子。达到了这一步的植物被称为裸子植物。

衍生技能4 孢子叶卷合

在被后人称为被子植物的类群中,大、小孢子囊着生的孢子叶在原基阶段发生了卷合。小孢子叶卷合后形成顶端带有小孢子囊的丝状器官——雄蕊,而大孢子叶卷合后则形成包裹了胚珠的子房。每片参与了子房形成的大孢子叶称为一块心皮。有些植物的子房只有一片心皮,也有些不止一片。例如我们平时吃柑橘的时候,把皮剥开,里面的每一个橘瓣都是一片心皮,我们吃的柑橘果肉实际上是大孢子叶内表皮上的表皮毛。子房成熟后会成为果实的果皮,对种子提供保护的同时,用各种方法帮助种子的传播,相关的资料到处都有,这里不再赘述。


衍生技能5 配子体高度简化

在裸子植物中,我们仍然能从配子体的构造中多少看出它曾经是一个独立的植物个体。裸子植物的花粉中通常会保留两个不直接参与生殖过程的原叶细胞,并且在花粉管生长过程中常常发生分支,在苏铁、银杏等“活化石”中,花粉萌发后不久就会发生多轮分枝、停止生长并将精子释放,像配子体自由生活的祖先那样让精子用鞭毛游完受精所需的最后一段路程。裸子植物的雌配子体有着更加复杂的发育程序,最终产生的雌配子体包含了上千个细胞和低配版的颈卵器。这些繁琐且不必要的发育程序在被子植物中被大幅度削减。大部分被子植物的雌配子体是仅含八核七细胞的蓼型胚囊,而花粉更是被砍到了只剩三个细胞,完全看不出它们曾经是独立于孢子体的个体了。


正经内容到此为止,现在是扯淡时间:

我想坚持读到这里的读者都会意识到,陆生植物在演化中对身体做出的改造其实完爆任何一种动物。就算是追求创意的棘皮动物,也只是在二倍体多细胞结构的体制内放飞自我。给自己换个本体这种操作也算是前无古人后无来者了。今天如果我们站在上帝视角分析一下陆生植物这一系列神仙操作背后的动因,就会发现植物们从轮藻祖先第一次登陆开始,就在为放弃运动能力这个“选择”买单。对于动物而言,“精子不会飞”根本不是什么大问题。从两栖类开始,就已经出现了用来提高繁殖成功率的抱对行为,而从爬行动物开始,交配行为已经成了刻在基因里的繁殖本能。然而对于没有运动能力的植物来说,交配这条路打一开始就是堵死的,一直到了二叠纪,陆地繁殖困难的问题才随着裸子植物的繁盛而彻底解决,这时距离轮藻类登陆已经过去了将近3亿年。在这之后又隔了一亿年,才是人们耳熟能详的恐龙时代。然而另一方面,作为地球上最主要的自养有机体,陆生植物的兴盛是一切其他生物能够在陆地上立足的前提条件。如果陆生植物没能顺利地完成这一系列换本体的高难度操作,那么陆地也许会成为永远的生命禁区,或者只能形成由昆虫、蜥蜴之流构成的小规模群落,难以产生更进一步的发展。即使在这严苛的条件下产生了智能生物,也很难依靠繁殖看老天心情的蕨类植物建立起稳定的农业生产,畜牧业这种拔高自身营养级的奢侈产业更是别想了。最终植物们在摸索中得到的解决方案似乎也是最复杂、最耗时的那种。人类文明是否在起步时已经因为某些不可控因素耽误了一些时间呢?(全文完)


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短尾矮袋鼠

存在即bug,始终不明白它是怎么在自然界的弱肉强食中活下来的。

身材和一个大老鼠差不多,繁殖能力却和袋鼠相似(也就是一年只生一只崽),只要是食肉动物基本上都是它的天敌。尤其胖乎乎肉嘟嘟的跑的也不太快,因为是食草动物也不太会打架,唯一的特长就是能(最高)原地蹦起一米半。我要是食肉动物不吃它都感觉对不起自己的胃。

尤其智商也不是很高。人类虽然已经当了很久的和平主义者了但好歹也是个杂食动物,按体型吃了这小东西还是绰绰有余的。从本能来说它也应该怕人,但是它还就和人很亲近,看到了会主动凑上来,尤其是你拿了什么新奇的工具的时候。

虽然说现在已经是濒危动物了,但是总感觉它打败了这么多已经灭绝的动物一直存活到现在……简直就是个奇迹。

不过估计它也能继续存活下去,毕竟现在人家靠卖萌为生。








(图片均来自百度)

想养的朋友们可以不用想了。

短尾矮袋鼠已被澳大利亚法律列为濒危物种,并建立保护区;
暂未列入《华盛顿濒危野生动植物物种国际贸易公约》(CITES);
已列入《世界自然保护联盟》(IUCN)濒危物种红色名录ver3.1(2008)——易危物种(VU)。

心情治愈剂——短尾矮袋鼠微笑吃播:

最近又发现了一个生存力bug:

六角蝾螈

连吃个鱼食(?)都会被砸到头,吃面包虫的时候简直是在搏斗。日常行动也很缓慢,没什么大事一般不动,论战斗力普通的鱼应该能完虐它,是真·傻白甜

不过这位的再生能力特别强,任何部位都可再生而且不会留疤痕,包括大脑和心脏(的一部分)。所以估计是靠(被)吃了长、长了(被)吃的模式生存的。

(造物主:它这么废我还能怎么办)

当然靠卖萌可能也可以。



这个人工培育的是可以当宠物的,但是野生的不可以,是国家二级保护动物。


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绿叶海天牛,一种可以光合作用动物

为了可以光合作用,不但夺走了食物中的叶绿体,还掠夺了用来维护叶绿体的核基因。

当绿叶海天牛的幼虫从卵中孵化之后,会游动着寻找滨海无隔藻,一旦找到就攀附在其上,并迅速变态发育成为幼年的绿叶海天牛。此时,它的身体还是无色的。而 一旦幼年的绿叶海天牛开始啃食无隔藻,不出24小时它的身体就逐渐变绿 ,并最终稳定下来。可见,这些叶绿体都是在取食的过程中,从破碎的滨海无隔藻细胞中“提取”出来,并放置于消化道细胞之中的。

绿叶海天牛不会无缘无故的获取这些叶绿体,这些叶绿体必然有它的用处。人们发现,当绿色的绿叶海天牛只要在有光的条件下,就能“忍饥挨饿”长达10个月——这相对于其一年左右的寿命来说,实在是有些长。而更为令人震惊的是,通过对绿叶海天牛的生理学测定,人们发现 它和植物一样能够进行二氧化碳的固定和氧气的释放 。人们有理由相信,绿叶海天牛获取这些叶绿体的真正目的,是依靠它们来进行光合作用,并利用光合作用产物为自己所用。这一假设,在随后的多个观察和实验中得到了证实。这些发现,让绿叶海天牛成为了动物界中独树一帜的“真·光合作用动物”。


其实这还没完,因为叶绿体里有很多参与光合的蛋白需要不断补充,否则叶绿体就罢工,而叶绿体自身并不能合成。

图D中蓝色框的蛋白叶绿体都不能自主合成

绿叶海天牛的近亲里也有能获取藻类叶绿体的,但需要不断啃食藻类补充。

于是就有人猜想:原本属于藻类的叶绿体蛋白基因,存在于绿叶海天牛的细胞核中。

磷酸核酮糖激酶专一性参与光合作用,由prk基因编码,并且在目前已知的所有不能光合的生物体中,不存在这个基因。

果然,做了荧光原位杂交(FISH),以prk基因为探针,在绿叶海天牛幼虫的染色体上检测到了荧光信号。



这是怎么过去的呢?这种现象就是“水平基因转移”(HGT),其实在微生物中更为常见,比如大肠杆菌的F质粒什么的。

在生物演化史上,最有名的HGT过程,莫过于线粒体的产生。线粒体是几乎所有真核细胞所具有的细胞器,它能进行有氧呼吸,从而为细胞提供能量。然而,最早期的线粒体,是一种独立生活的、能够进行有氧呼吸的原核生物。真核生物的祖先在吞噬它后,并没有将它消化,而是和它形成了一种奇妙的联盟:真核细胞为它提供有氧呼吸所需的有机物,而它则为真核细胞提供能量。在漫长的演化过程中,线粒体基因组上有相当多的基因通过HGT过程转移到了真核细胞的核基因组上,使得二者的关系更为密不可分。与此类似的是,植物中的叶绿体,也来源于一类被吞噬的光合细菌。这,就是著名的“内共生起源学说”。

对共生起源感兴趣的可以看看这个。

这是我高中的时候从果壳看来的文章,由于这种动物过于奇特,看过一次就忘不掉。恰好看到关于演化的问题,就翻出来贴上了。

下面是原文链接。

本回答中斜体部分为引用。


然后就可以瘫着十个月不用觅食2333~


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你看郊狼和獾,肩并肩的像一对老朋友那样漫步在草原上,是不是像极了狼狈为奸?


郊狼与獾合作狩猎 https://www.zhihu.com/video/1138890261856841728


实际上它们是在一起合作狩猎,抓捕土拨鼠或地松鼠:如果猎物在地面上,那么跑得快的郊狼就率先开始追逐,能抓住的话就直接吃掉了;若猎物逃跑钻进了洞穴里面,那么獾就会跟着追进去,而郊狼则会守住洞口;此时,猎物只有两种死法,要么在洞里被獾逮住,要么跑出去落入郊狼嘴里;当然,土拨鼠要是从其它出口跑掉了,狩猎二兽组会继续重复这一过程。



虽然它们并不会分享食物,每次只能是其中一个最终吃到猎物,但这种合作方式却可以使它们狩猎的成功率提高约30%。绝大部分组合都是一狼一獾,偶见二狼一獾,三狼一獾极为罕见。


美洲原住民很早就观察到了这种现象,衍生出许多寓言故事代代流传。郊狼比灰狼小很多,主要以啮齿动物和兔子等小型猎物为食,它们速度快而敏捷、视力也要比獾更加敏锐;而獾虽然跑起来缓慢笨拙,但却擅长挖掘、柔软矮小的身躯适于在洞穴中穿梭;所以,对于狩猎小型穴居动物而言简直就是天作之合!


不过,有时候也会钻错了洞,被重型选手给拱出来,这狼狈的。。。



而不可思议之处在于,二者的食谱几乎是重合的,它们本应当是天然的竞争关系,即使不至于像敌人那样生死相搏,也应该为了争抢食物而相互防范、疏远、驱赶才对,可是在漫长的进化史中,作为互补型的竞争对手却形成了合作关系。



这种关系是开放性的,冬天的时候,獾可以在洞穴里挖掘到冬眠的猎物,就暂时将合作对象抛弃了。。。等到春天来临相互需要的时候再重新携手~~它们之间并不总是友好的,有时候也会打架互相攻击。但就像人一样,性格各不相同,有的亲密组合在冬天也会常相伴。



从彼此的合作中各自受益的跨物种共生关系,广泛存在于大自然中。不过,虽然提高了适应能力,但并不是它们生存的必要条件。而令人惊讶的是,主动性的合作,不止存在于聪明的哺乳动物之间。例如巨大的狼蛛,这种吃鼠、鸟、小蛇、小蜥蜴的凶悍节肢动物虽然有头,可却没有脑子啊~~但与某几种小青蛙能和平共处并提供保护。



根据观察到的结果推测,蜘蛛吃剩的食物残渣能吸引昆虫为青蛙提供食物,而青蛙能吃掉偷取蜘蛛卵的蚂蚁,所以两者互取所需住到了一起,它们会使用同一个树洞巢穴(树栖青蛙)。



有了这样一个保镖,青蛙避开了小蛇、其它节肢动物等的捕食,而蜘蛛卵也得到了保护。但蜘蛛也是吃青蛙的,只是特别的与某几种青蛙合作而已,可能是通过化学气味识别的,在多个大洲不同种类的蜘蛛与青蛙之间都观察到了这种现象。仔细看,小青蛙甚至爬到了蜘蛛腿上一同出行!



下面这位,别说脑子了,连头都没有,但它更厉害,我甚至觉得它都快算得上是在使用工具了、而且还是活的生化武器!



这就是著名的海胆蟹,因为它们总是携带着海胆这种防御武器行动。海胆蟹仅仅使用两对前腿来行走,而两对后腿发展成了特别适合抓取物体的形态。



它们通常喜欢携带的几种海胆都带有长而空心的尖刺,即可以用来保护自己也不会因为太重而过于耗费力气。海胆获得的好处则是可以快速的到达新的觅食场地,海胆只依靠自己移动的速度极其缓慢。


若是说,像小丑鱼一样躲在海葵的有毒触须中来躲避危险,这种寻找安全庇护所藏起来的行为还算可以理解;然而,面对捕食者,海胆蟹居然能够像运用武器一样,来主动使用海胆进行御敌,无法想象究竟是通过怎样一个过程进化出来的这种能力?


不过,整日用两条腿来夹着海胆行走终究还是有点累,它的近亲寄居蟹却有更好的办法——把海葵固定在壳上背着走。。。



海葵触须上的刺细胞能分泌毒素,很少有动物会捕食它,平时用吸盘牢牢的锚定在岩石或贝壳等坚硬的表面上,而寄居蟹却会主动的寻找海葵把它弄下来固定在自己的壳上。


为什么说它是主动的呢,因为有视频为证,寄居蟹在找到一个新的合适的贝壳之后,闪电般换完壳,然后用钳子和腿把原来旧壳上的海葵使劲给抠下来,再不厌其烦的拨弄到新壳上,海葵就重新吸附住了。


寄居蟹使用海葵作为主动防御武器 https://www.zhihu.com/video/1138891712557731840


看完寄居蟹这一套迷幻操作之后,我十分怀疑它的身体里面是不是居住了一个有趣的灵魂?硬壳是被动防御层,弄来海葵之后,这妥妥的就是具备防守反击能力的主动防御系统了啊~~这智慧是属于寄居蟹的呢还是进化规则的?


海葵搭顺风车获得的好处是,移动范围变大了获得食物的空间也增加了,并且海葵不挑食几乎什么都吃,寄居蟹吃剩的残渣会被海葵的触手卷入腹中。


但若论到彼此合作得亲密无间、形同一家人的可能也就只有虾虎鱼和手枪虾了。。。



手枪虾几乎是盲的,难以有效的发现捕食者,但它却是一个挖洞的好手;而虾虎鱼有着出色的视力很容易发现掠食者,但它却不会挖洞没有藏身之处,于是它们就组合成了一对模范室友,开始了共享巢穴的蜗居生活。


每当手枪虾外出觅食,虾虎鱼就会亲密的紧紧陪伴在旁边,手枪虾谨慎的用一根触须搭在虾虎鱼身上保持接触,若发现了危险虾虎鱼会用尾鳍触碰虾发出警告好逃回洞里。虾平时会维护洞穴避免坍塌,晚上它们就在一起睡觉。


这种稳定而长久的复杂共生关系,在它们还是小鱼小虾的时候就相互寻找形成配对了。所以,当达到性成熟时,通常一个洞穴中会居住着一对虾虎鱼和一对手枪虾,情侣合租还不拉帘啊。。。


共享栖息地的动物有不少,但像它们这样地位平等、彼此尊重的就很稀罕了~~毕竟,生存艰难、抱团互助才能得活啊!



而更加令人难以想象的是,作为原本的猎物,与众多猎手之间竟然也能形成合作共生关系。



你说这都进到嘴里了,吃还是不吃?谁又能忍得住呢。。。清洁鱼在珊瑚礁或漂浮的大块海藻下面聚集、维持起了无数的固定清洁站,五花八门的客户们就像定期去排队洗车一样来到这里接受服务。不但清洁鱼敢于上前提供服务,而客户鱼也确实能忍住不去吃掉它们。


科学家怀疑清洁鱼可能的确很聪明,因此用严格设计的镜子实验进行了测试,结果的确非常刺激,这种脑子不大的小小的蓝色条纹裂唇鱼竟然真的通过了镜子测试!!!



这对自我意识的鉴别标准带来了严峻的考验,因为这可能意味着此类行为模式具有自我认知之外的生理基础,并不意味着它们拥有真正的自我意识。而毫不起眼的小虾米,也再次带来了意外的惊奇,它们也能与掠食者建立清洁共生关系(文末链接对此有详细阐述)。



然而,自然界的神奇并没有到此结束,因为合作共生的主意甚至开始打到了人类身上。。。



主角就是这种看起来毫无特殊之处的小小鸟——“向蜜鸟”(学名响蜜鴷),它们很喜欢吃蜂蜡和蜜蜂的幼虫。虽然知道森林中许多蜂巢的隐藏位置,但它们只比麻雀大一点、完全没有能力去攻击蜂巢,于是它们将目光瞄向了会用浓烟驱赶蜜蜂、用斧子劈开树洞中蜂巢的人类!



这是人类与自由生活的野生动物之间,形成共生觅食伙伴关系的罕见例子。向蜜鸟会在人的面前盘旋飞舞、叫个不停引起人们对它的注意,然后不断的从一棵树飞到另一颗树上引导猎人来到隐藏有蜂巢的中空树干,当接近目标时它们还会改变叫声,让猎人知道快到了。


而当猎人在寻找蜂巢的过程中,若发出千百年流传下来的特殊的召唤向蜜鸟的口哨声时,相比于其它随机的声音向蜜鸟的合作行为会显著提高,会进行引导的概率大约从33%提高到了66%。这种相互作用表明,向蜜鸟能够将特定的合作行为与人类的有意义呼唤联系起来,并进行积极的回应,而这一切都发生在野生的自然环境中。


向蜜鸟的回报就是散落的碎渣,不过蜂蜜猎人为了良好维持长久的合作关系,通常都会留下足够它们饱餐一顿的量,人们传说若不这样做万一向蜜鸟不高兴了给领到狮子那去就惨了。。。



那么,究竟是向蜜鸟的聪明还是人类的智慧,以致于形成了这种结果的呢?实际上向蜜鸟可能在人类诞生以前,就因为嘴馋而开始了尝试这一借力过程,它那时的目标可能就是喜食蜂蜜的蜜獾。



下面这个视频中,向蜜鸟在蜜獾头上不断的盘旋并试图啄它的头,蜜獾就开始扑咬追逐向蜜鸟,于是向蜜鸟就可能会一路将蜜獾引到蜂巢所在地点,蜜獾大快朵颐之后向蜜鸟就能饱饱口福了。不过蜜獾的理解力显然上不去、路途中还会经常遇到各种危险和阻碍而被打断,成功率可能很低,以至于长久以来都是在当地土著人中流传,拍到的视频也非常少,有限的生物学家并没有目睹过全程所以很少承认这种关系存在。


向蜜鸟与蜜獾 https://www.zhihu.com/video/1138892880641888256


不过的确多次观察到过向蜜鸟去骚扰蜜獾、还去骚扰狒狒这类会吃蜂蜜并有能力打破蜂巢的哺乳动物,也观察到过向蜜鸟经常去捡蜜獾的漏。


有可能是向蜜鸟在千百万年捡剩的过程中,开始了尝试引导喜食蜂蜜的动物这种主动性的行为,但给力的动物着实不多,直到它们遇到了“人”,发现还是这种“动物”最好用啊!很容易就上道了。。。如果向蜜鸟有自我意识,很可能会认为它们“驯化”了人类为其服务呢~~


但也可能是人类发现它们会引导蜜獾之后主动凑上前去,形成了密切互动的合作行为。不过,当越来越多的非洲人到商店中去买糖吃,而很少有人会再冒着风险去捅蜂巢之后,向蜜鸟的引导行为正在逐渐消失。好生失望啊~~驯好的工具翅膀硬了。。。


动物行为通常比我们刻板印象中要更加灵活,会放弃惯用的策略而学习和尝试一些全新的生存方法,但这的确需要在漫长的时间过程中才能形成。而共生也越来越被认为是进化背后的重要推动力,许多物种都具有相互依存的共同进化的漫长历史。


例如帮助食草动物分解纤维素的细菌、固氮的根瘤菌、人类肠道中的益生菌等,地球上许许多多的动植物、微生物之间都已经是无法分离生存的。共生是生物界的普遍现象,尤其是微生物间吞噬融合形成了细胞器的内共生学说,可能是自然界如此繁盛的关键因素。


由此,也有学者认为,整个地球就是一个巨大的共生体,竞争与合作的关系在不同衡量尺度上的概念是混杂交织在一起的,众多生物彼此之间既残酷竞争又相辅相成、相依为命。


整个地球属于一种基于死尸循环的腐生吞噬文明,人类勉强具备了跳脱出圈的一些基本条件,但能否走得出去、走到哪一步难以预料。简单来说,总不能在宇宙飞船上养猪吧。。。星辰大海也得有饱饭吃才能飞得远啊~~




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1.北极兔

窝起来像不像一团爆萌小雪球*ଘ(੭*ˊᵕˋ)੭*


但素,我要站起来啦哈哈哈哈哈嗝!!!

像不像披着草泥马外皮的兔兔~

北极兔大多分布在加拿大北部跟格陵兰冰原,一身蓬松细致的绒毛,保护牠们在寒冷的环境下生存!

比一般兔兔还大一点,特别的是牠们会利用后脚跳跃,时速可是可以飙到60公里~

2.蛞蝓(海蜗牛)

好像一只小绵羊咩,萌化老夫的少女心!自带荧光出场(͔▪̆ω▪̆)͕


藻类海蛞蝓自身可以进行光合作用,厉不厉害_(•̀ω•́ 」∠)_靠着吃藻类,让叶绿体和自己的体细胞共存,人家就是可以自给自足的超强海蛞蝓宝宝奥~

3.蛋黄水母

外观看起来好像刚煎好的荷包蛋,但是可不能吃哦,有毒的~

主要分布在地中海或是爱琴海的一种水母,这种水母大概有35厘米大小,水母帽像一个圆盘一样,最关键的是水母帽中的生殖腺和胃囊等组织结构看起来就像蛋黄一样配合这个水母身体的透明。

4.阿特兰提库斯(蓝龙)

长得很像是外星生物

利用反荫蔽类的保护色进行自我保护。由于该种总是漂在海面,其银白色的背部从水下仰视,看起来就像与泛银光的海面融为一体,令掠食性鱼类无法发现它们;而其蓝色的腹面从空中俯瞰,同海洋整体蔚蓝的颜色相匹配,对于在水面上空飞行的鸟类而言,也不容易找到它们。

5.水滴鱼

世界上表情最忧伤的鱼,不过这个长相有点~

打捞上来就变成了这样~

由于深海捕捞作业,水滴鱼正遭受灭绝的威胁。水滴鱼生活在澳大利亚塔斯马尼亚沿岸,最深达1200米的海底当中,由于很难达到这种鱼的栖息地,所以很少被人类所发现。 水滴鱼身体呈凝胶状,可长到12英寸(约合30多厘米)

所以即便长成这个样子,还是要好好保护滴

6.雪鼬

哎呀呀,超级萌的呀~


别看它纤小,却是强暴好斗。能咬死比自己大几倍的野兔。甚至曾有人看到饿鹰用利爪抓住伶鼬,谁知伶鼬凶猛反扑,反咬死老鹰!遇到猎狗追捕无路可逃时,伶鼬还会向猎犬和人猛烈反扑。

7.美西螈

卡哇伊呀,像是二次元走出来的。


白天处于非活动状态,休息时鳃基片上张开,移动缓慢,有时可能会采取表皮空气呼气。以藻类为食,但也食水生无脊椎动物、节肢动物、螺类、小鱼、蝌蚪和幼蛙。视觉差,捕食主要凭嗅觉或侧线。

8.大东非鼹鼠

爱吃植物的根,怪不得长这么两颗大门呀

一只单独生活的东非鼹鼠永远也找不到足够的食物,所以这些小啮齿动物们形成了一种互助生活方式——多达40位家庭成员一起劳作。

大东非鼹鼠很独特,它们的唇长在门牙的后面,这可以让他们在挖掘的时候避免吞进沙子,但是也让它们无法喝水,所以它们必须从球茎中吸取所需的所有水分。在湿季,大东非鼹鼠们很快把球茎采集起来,如果球茎开始发芽质量就没那么好了。它们把球茎储存在特殊的储藏室里,留待干旱的几个月享用。大东非鼹鼠生活在地下,可以躲蔽卡拉哈里沙漠极端的高温。

9.单身狗

(狗头保命~)


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吃货的福音,餐饮业的拯救者,大自然的神奇馈赠,一只会无性繁殖自体克隆的小龙虾。


最近这五年,德国生物学家Frank Lyko博士,一直在研究一种身长15厘米的小龙虾...

这种小龙虾的样本非常好找,可以去宠物市场买,也可以和同事直接去湖边抓就好...

夜幕降临,他们只需要打开头灯,走到浅滩,这些小龙虾便会从藏身的地方出来,顺着灯光,在脚踝周围游来游去。

他表示,这小龙虾到处都是,抓起来非常容易:

“数量超多好不好!!我们三个人,一小时就抓了150多只,还只是用手…..”

为什么他们会对这种小龙虾如此痴迷....

这不是一般的小龙虾,25年前,地球上还完全不存在这种小龙虾品种,这种大理石纹背小龙虾,是最近20年才刚刚进化出来的新品种…

而且,这个品种有点不一般……

25年前,一个简单的基因变异,变异出了一只可以无限复制自己无性繁殖的雌性小龙虾.....

更厉害的是,这只变异后的小龙虾,不但比一般的小龙虾体型要大,更有攻击力和统治力,它还不需要和雄性龙虾交配就可以直!接!产!卵! 产卵的数量也远大于其他的龙虾…

而它的后代,也能用同样的方式自我克隆。

于是乎,本来小龙虾就是水中一霸,这体型比一般虾更大的一方霸主,通过自我克隆自我产卵繁衍,在25年来产出了无数个自己,现在它的同类几乎已经统治了大半个欧洲的各种水域!

这个不可思议的故事,还得慢慢说起….

这种小龙虾叫做美洲龙纹螯虾(Procambarus Virginalis),在德国被称为Marmorkrebs(德语,字面意思是“大理石纹虾”)…

1995年的时候,德国生物学家Lyko博士接到了一个水生物爱好者的报告,这位水生物爱好者告诉他,自己在德国一个宠物市场淘到了一只有点像“德州龙虾”的淡水鳌虾…

这虾长得有些奇特,体型尺寸比一般的鳌虾大出不少,身上是大理石纹一样的花纹,产的卵也出奇地多,一次一大窝... 感觉像是个没见过的品种,想确认一下....

Lyko博士自己仔细比对了一下,也没有找到这种鳌虾的相关记载,只是觉得它的样子比较接近一种广泛分布于北美的龙纹螯虾(Procambarus fallax)….

尽管没查到出身,这位水生物爱好者还是把虾送给了朋友…

之后不久,这种奇特的大理石纹螯虾开始在水生宠物圈子流行起来,人们纷纷买回来养在家里….

而这些买到大理石纹鳌虾的主人们,都不约而同发现一个让人无比迷惑的现象:

我只买了一只小龙虾,这种虾无一例外都是雌虾,它居然能够生一堆蛋,这些蛋还能直接孵出另一窝小龙虾来!!

完全不需要公龙虾,它们竟然可以不用和雄虾交配,直接产卵并繁殖出下一代!!

而繁殖出的下一代,也都是清一色的雌虾,同样也都可以不经过交配产卵繁殖出下一代!!

一下子,这种虾突然成了水生宠物圈里一个神奇的物种,这件怪事儿在宠物圈里越传越广…

直到2003年,这个在宠物圈里发现的异常品种,引起了一部分科学家的注意…

他们对这种小龙虾进行了简单的研究,测序了一部分DNA片段,觉得这种小龙虾和分布于北美的龙纹螯虾(Procambarus fallax)有些相似…

仅此为止.... 并没有进一步深入研究…

一直到10年后,当生物学家决定彻底研究这个被宠物圈传得神乎其神的物种时,他发现,情况已经不对了!

大理石纹鳌虾的繁殖速度堪比《星球大战:克隆人战争》里的场景,Lyko博士形容到:

“很多爱好者只会买一只回来养,但一年之后,可能就成了几百只!!”

而由于它们繁殖实在太快,他们养不了,很多人会把多余的都倒进周围的湖里…

在自然环境中,大理石纹鳌虾根本不需要刻意呵护,生存能力无比强大,Lyko博士说:

“它们什么都吃,腐烂的树叶,蜗牛或者鱼卵,小鱼和小昆虫……”

凭着顽强的生命力和惊人的速度,它们从一个湖泊迁移到另一个湖泊,从一条溪流扩张到另一条溪流….

除了数量呈几何级数疯狂增长,它们分布的地域也越来越广,从德国开始,没过几年,欧洲的捷克,匈牙利,克罗地亚全都发现了大量大理石纹鳌虾的踪迹.....

之后是日本,甚至非洲的马达加斯加….

为了彻底揭开这背后的秘密,Lyko博士从欧洲的各个地方抓了16只这种小龙虾来研究….

他和同事们决定,给这些小龙虾进行完整的基因组测序,希望能够从基因的角度,来探究小龙虾的身上隐藏的秘密…

基因测序的结果,让科学家们大吃一惊…

这16只不同地方抓来的小龙虾,它们的基因几乎一模一样。甚至可以说,它们几乎都是从同一个母体复制出来的,基因层面上讲,它们可以算是同一只虾!!

Lyko博士和同事们从这个结果回溯分析,他们认为,这种“克隆虾”的出现,最大的可能是两种不同的龙纹螯虾交配导致变异而成的….

科学家们勾勒出一个北美的龙纹螯虾进化出克隆繁殖能力的故事….

某一天,来自不同地区的两只龙纹敖虾交配产生了后代,其中一只虾因为自身变异,产生了异常的性细胞(卵细胞或精细胞),变异的性细胞中竟然包含了两套染色体。

大家都知道,大多数有性繁殖动物只有两组染色体….

一组来自父本,一组来自母本…

用人类举例,来自父本的染色体是X或者Y,来自母本的染色体是X染色体…

对大部分鸟类来说,鸟类的性别由性染色体Z和W所决定….来自父本的染色体是Z,来自母本的染色体是Z或者W,总之,都是两条…

而这只雌性龙纹螯虾父母的其中一方提供的性细胞因为变异,让这只虾的性细胞加入了第三套完整的染色体…

就这样,这只生出来的雌性龙纹虾的细胞里便有了三套染色体…又因为某种神奇的原因,这只拥有3套染色体的小龙虾并没有因为多余的DNA导致畸形...

而直接存活了下来......

不但存活了下来,它还有了额外的能力!

体型更大,产卵更多,而且可以在没有和雄性龙纹虾交配的情况下,直接产大量的卵,而这些卵全都能孕育出了龙纹鳌虾,而且,和母亲一样,这些后代龙纹鳌虾也都是雌性的,也又进行无限量无性繁殖的能力….

也因为它们独特的3套染色体的基因,如果跟其他的普通小龙虾交配,那么他们的卵就没有办法孵化产生后代....

于是乎,这只小龙虾所有的后代,和后代的后代,和后代的后代的后代的后代.....

它们都和母亲一模一样.....

(因为是自我克隆的同一套基因)

…..

去年12月,Lyko博士和同事们经过长达5年的研究论证,正式宣布这种“大理石纹螯虾”为一个独立的新品种,命名为美洲龙纹鳌虾(Procambarus Virginalis)….

前两天,他们将这一研究成果的论文发表了出来,美洲龙纹鳌虾现在是甲壳纲动物里唯一一个无性繁殖的品种,目前整个地球上这个品种所有的个体都来自于25年前那一只变异的小龙虾,也都几乎等同于那一只小龙虾...

大家都是同一只.....

一只小龙虾,变异出了无限复制繁殖自己的能力,25年来以惊人的速度繁殖,竟然从一个个体繁衍出了上百万只自己,而让自己成为了一个新的物种,称霸整个欧洲水域.....

想像一下,以美洲龙纹鳌虾现有的扩张步伐,10年之后,马达加斯加,印度,欧洲,世界各地不同地方的人们抓到了这种美洲龙纹鳌虾,它们都长得一模一样,完全没有任何差别……

有没有觉得有点可怕....

对于美洲龙纹螯虾这个“克隆虾帝国”种群的未来,Lyko博士表示有待继续观察和探讨,“或许它们以这样的方式会存在10万年,10万年对个人来说是无比漫长,但在生物进化的时间轨迹上,那只是一眨眼....或许,它们最终会发生改变....”

好吧....

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来源:(英国那些事儿)

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user avatar   peng-zhan-20 网友的相关建议: 
      

数据不可信,还有个原因,有关调查是什么调查?是哪个专业机构还是部门发布的?

数据来源有什么论文支持不?

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我自己确诊过,所以不相信这个数据。

作为一个十大几年的老病号,来回复发,我已经过了有人为我发声就高兴的年代了。

因为他的目的未必是帮我,结果更是未必对我有益。

很多人说好多没去看过,那这9000万数据是咋来的。如果按照某个比例,这个数字岂不是应该更大?

我认识我们好几个医院的心理科大夫,门庭冷落,如果像这数据统计的,岂不是每天应该门庭若市?

我从来没有那种自己抑郁,全世界都有问题的观点。

有抑郁症治疗就好了。没必要总是呼吁和夸大。

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觉得数据有问题,我们单位大概有一千多人,我几乎都认识的。加上社会交往,加入了几个心理咨询的圈子,我身边确诊的人数不足五人。

我所在的四线城市,大概有四百多万人。但身边接触到的抑郁症患者很少。在心理学圈子里已经包含了很多有点问题,有的确诊,有的没有确诊的人。所以不知道这个数据是怎么来的。

按照统计,十几分之一的抑郁症。。。这个就很神奇。。。感觉有点哗众取宠。。。。这个周刊,你是认真的么?

因为这个数据感觉明显失真,所以也不知道该说啥。

不过抑郁症的诊断总觉得还是比较随意的,国内的心理学圈子也比较杂乱。之前有一次坐网约车,司机正好是我们这医院心理科的大夫,聊了一会儿,嗯,挺不专业的,开车的过程中,和媳妇吵了一路。。。。

倒不是因为他的斜杠职业,而是确实感觉不对路。

总体几年求医的经历,感觉除了精神病院没去过,其他的感觉都就那么回事。当然这方面和我所在的地区医疗水平有关。。


user avatar   ci-yong-hu-bu-xiang-qu-ming-62 网友的相关建议: 
      

那么,唐僧在花果山念一段紧箍咒,就会当上猴王吗?

如来把孙悟空压在五行山下,花果山的猴子会认为如来是猴王吗?

不扎根基层,群众是不会认可的!


原答案被折叠了:

盖世猴王为何裸死猴山? 数百头母猴为何半夜惨叫? 动物园最大猴群为何屡遭黑手? 游客投掷的食物为何频频失窃? 连环强 J母猴案,究竟是何人所为? 动物园管理处的门夜夜被敲,究竟是人是鬼? 数百只小猴意外身亡的背后又隐藏着什么? 这一切的背后, 是人性的扭曲还是道德的沦丧? 是性的爆发还是饥渴的无奈? 敬请关注今晚8点CCTV12法制频道年度巨献《题主的不归之路》 让我们跟随着镜头走进题主的内心世界…




     

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