对比动物演化史,植物演化史,只能说是一个精彩的片段,动物的演化才能算是一段旅程,一段浩瀚的旅程。在这段旅程上,四周漆黑片,动物唯有靠自己的努力去寻找一条出路,一个适合自己的生存方式。在这个过程中,动物不断与环境赛跑。有的时候环境会更胜一筹,不过动物就是总会迎头赶上,甚至反超环境,演化的命运有时候就是喜欢开玩笑,给某一些物种突如其来的惊喜。环境与动物共同造就了一浩瀚的演化史。今天就让我们,走进这场浩瀚而又壮丽的动物演化史。
所有的旅程都要有一个起点,让我们以草履虫为例,去探究旅程的起点——原生生物。
草履虫为单细胞,个体微小,为透明的乳白色。
草履虫个体微小,且呈圆筒型,全身由一个细胞构成,体表有纤毛包裹。拥有细胞膜,细胞质,细胞核等细胞的基本结构。
细胞表面的纤毛可以负责运动,旋转。草履虫有一个向内凹进去的口沟,口沟附近的纤毛将水摆入口沟中。水中的营养物质在被分解后,会进入食物泡储存。草履虫代谢的废物通过体表的一个开口胞肛排出。别看草履虫只有一个细胞,但是它的排水系统却并不简单。它由伸缩泡和收集管两个部分组成。以收缩泡为中心,像太阳一样向外辐射的收集管,负责收集多余的水分,将其集中到收缩泡中,被统一排出体外。
草履虫有着多样的生殖方式,它可以有性生殖和无性生殖。除了分裂的无性生殖外,草履虫可以交换异体的基因,并且在此基础上进行分裂,也就是有性生殖。
我认为草履虫这个生物是很微小,但又很精巧的,小小的个体并不意味着其中的结构简单,草履虫就是一个非常好的例子。
在稍微低端一点的动物中,动物的目标就只有,两个:吃,生殖。不过一个个体很明显太过于微小,不方便更好的吃,所以动物细胞开始集结起来,想成为更大一点的动物。于是就有了多孔动物,我们以海绵为例。
我们发现海绵一般都是立在那里,并不怎么动。所以对于海绵来说,最好的进食方式就是滤水。海绵有着中空的身体,富含营养物质水从表层的缝隙进入内,在内层消化,然后再通过中央腔,以及顶部的小洞排出。这也是为什么海绵被成为多孔动物的原因吧。别看海绵这套滤水系统很简单,但是他们却很有效果,神奇!
海绵细胞分为表层,中胶层和内层。表层,仅有一层扁平细胞,有一部分特化为管状孔细胞负责水流的进出。内层与外层之间有着隔开两者的中胶层。中胶层中遍布着骨针,骨针可以起到对海绵的支撑作用。也正是因为有了形状多样的骨针,海绵拥有了多孔道水沟系。而海绵内层则是许多领细胞构成,负责过滤和消化。可以看到海绵内部是很精巧的。
海绵还有一个非常独特的能力,那就是再生。即便被切分成一个个细胞海绵,它们还能重新再组。这要归功于大量海绵体内的原细胞。原细胞可以填充任何空间,也可以分生成别的细胞。加上信息因子的结合,让海绵有了毫无逻辑可言的再生能力。
海绵动物是立在地上,没有“动”的动物,如果想要更好的生存,就必须要让自己拥有动的能力。也许因为某种原因,海绵生活的环境改变了,这个时候,想要更好的生存,就必须要“动”。也有可能明明更“丰富”的食物就就在眼前,不过不能摄取。于是乎,刺胞动物就是在这一个点上进行了演化,增加了“动”的能力。我们以水螅为例,来探究刺胞动物。
水螅有着几双长长的触手,负责攻击,也就是提升吃的能力。相比于海绵,水螅有了上下之分,但是没有左右之分,所以是辐射对称,这也让水螅对外界的感受更加灵敏。水螅像海绵一样,依然是有口无肛门。
水螅的内部分为表层,中间层。以及胃层。表层细胞体积较大,数量较多,排列紧密,呈圆柱状的表皮细胞。这些细胞同时起到肌肉以及表皮的功能,所以被称为外皮肌细胞。胃层的细胞大而长,成圆柱状,有鞭毛。这些细胞被称为内皮肌细胞。并且水螅有感觉细胞散布在肌细胞之间,用于感知周围的环境。
除此之外,水螅还有一个非常独特的结构,那就是刺形细胞。刺细胞中有刺针,刺丝囊,刺针从刺丝囊中射出,射入对方生物体内后,会释放出毒素。这是水螅的主动攻击性,真是主动性上的一大提升!
配合上水螅的神经系统,水螅在于攻击性上有了很大的突破。是的,水螅竟然演化出了神经!水螅第1次有了神经细胞,并且有了神经环。神经可以分泌神经递质,具备了神经凸起。
水螅的生殖方式,有无性的出芽生殖,也有有性的两性生殖。水螅还专门为此此演化出了精巢和卵巢。
水螅给我的感觉就是非常的灵活,相比于海绵,水螅的运动能力以及主动攻击性都有了非常大的增加。
水螅有了一定的方向性,但是这样的方向性还不是很强,只有前后之分。要想要做到更加“精准狠”的不着猎物,除了速读,还需要明确的方向,扁形动物就在此基础上做了改良。让我们以涡虫为代表去探究扁形动物。
我们可以看到涡虫已经有初步的眼睛还有耳突,这当然并不是能看见能够听见,而是初步的感受。可以说动物在与外界环境的接触互动上一直在做改进!而且涡虫是两侧对称,这增加了涡虫对方向性的掌控,涡虫已经有上下左右之分了。
这是从宏观角度我们再来从微观角度观察,涡虫的内部。
涡虫在内部,分为外胚层,中胚层和内胚层,这也是动物首先出现三胚层,也是不小一个突破。涡虫表层排列紧密的,杆状上皮细胞起到保护作用。涡虫内有大量的肌肉组织,可以看到涡虫的肌肉分化已经成熟。配合纤毛运动,加腺体分泌的少量粘液润滑,涡虫在运动系统上有了很大的提升。
涡虫身体1/3处,有一个肌肉管状结构,也就是口咽,它可以伸出体外也可以缩入咽内。所以说涡虫也是有口无肛门的。
涡虫有一个直通头尾的消化道,这样尽可能增大了吸收面积,并且巧妙的运用了这一点,将营养物质带到全身,避开了与循环系统不足的弊端。
不过所有的结构都是为了物种能够繁衍。涡虫的生殖系统方面,是雌性同体,但是很多涡虫都会选择两性生殖这保证了物种的多样性,不过涡虫也可以无性生殖。
涡虫最独特的能力,是它的再生。前面的水螅不过是可以再长出一个断掉的结构,但是被切成两半的涡虫却可以长成两个新涡虫!
涡虫整体给我的感觉就是一条胖墩墩的虫子。不过这条虫子移动的方向性却很强,在提升运动能力以及方向性的同时,又保留了水螅的再生能力。不过也许这就让涡虫面临着一个选择,那就是是否进一步去提升自己的结构功能,但同时又要放弃再生能力。因为再生意味着不稳定,而物种总是想要趋于稳定。
不知道什么契机,涡虫与其他生物产生了链接。到了生物体内?怎么办呢?只好演化出一种新的生存方式,下一个物种蛔虫,如同发现了新大陆般,发现了寄生。
蛔虫最独特的特点就是是寄生。为了寄生,蛔虫在结构上一定有所特殊之处,让我们先来宏观的观察蛔虫。
蛔虫头是细长的圆柱形头部尖锐,这便于蛔虫在人体体内打动。蛔虫的体表覆盖着半透明的角质层,这些角质层有着羚羊角的硬度,但同时又不失韧性,可以保护蛔虫在小肠液的侵蚀中存活下来。蛔虫是有头有尾的,也就是说终于有口有肛门了,真是来之不易呀!蛔虫的头部有着三个凸起的唇瓣,内部有极小的角质小齿。
我们再来观察一下回头的内部,蛔虫内有两套长形器官,其中一套直通头尾另一套有粗有细纠缠在一起。其中第1套应该是消化道。相比于涡虫,蛔虫只是多了一个肛门,但是这却提升了它的进食效率。可以看到哪怕一点点突破,对生物来说都是有重大意义的。而有粗有细,像电话线一样的管状器官,粗的是子宫,细的则是输卵管。可以看到蛔虫体内基本上被生殖和消化这两大系统占满了,真能说是敬业呀。
蛔虫的神经系统是环形,一围咽神经环向前后发出6对神经,在尾端汇集,其中腹神经最为发达。
蛔虫给我的感觉,就是一直在人体中徘徊,以惊人的生殖数量取胜。不过在某种程度上我并我们并不能怪罪蛔虫,要以这样的方式生存,毕竟从蛔虫的角度考虑,它们也只是想求一条生路而已。
不过寄生这种生存方式,终究是不稳定的。没准那个蛔虫被排除体外,回不到人体了。这就开始了再陆地的演化,我们也就到了下一个物种:环节动物。我们以蚯蚓为例来探究环节动物。
我们来一下宏观的观察一下蚯蚓,蚯蚓体呈圆筒形,体表湿润有黏液,身体分节,运动灵活,前有口后有肛门,腹面有刚毛起到支撑,辅助运动的作用。环接动物外表上最典型的特点就是全身分为相同功能的体节。
蚯蚓的食物是土中的微生物,为了消化这些土,蚯蚓有了素囊,砂囊,胃和肠。
蚯蚓是雌雄同体,但是有性生殖,蚯蚓是卵生的,在刚诞生的时候卵为透明的,很快变成乳黄色,14天后就可以孵化。
不过所有这些都需要一个精准的神经系统来掌握。蚯蚓的神经,从梯状神经到了链状神经,可控性,精准性增加了不少。
为了跟上营养物质的循环,蚯蚓还演化出了循环系统,蚯蚓有4个分离的小心脏,是心脏的雏形。
蚯蚓整体给我的感觉就是在登陆后的一种全新的视野。感觉蚯蚓相对于蛔虫一下子上了一个等级,变得熟悉起来,与我们的距离也更近了。
蚯蚓是全身分体节,并且这些体节功能都是相同的,那么有没有可能某些体节功能特化了呢?不同的体节有着不同的功能,这让进一步提高了分化程度,主动性也增加了。这就到了软体动物,我们以蜗牛为例来探究软体动物。
那从宏观上去观察蜗牛。蜗牛身体柔软,但是有一个很硬的壳有腹足,并且有两对凸起,上边两对是眼睛,下边两对是用于感知的触手。蜗牛在“口”的方面也有了提升。蜗牛的口中密布75万之多的小齿。并且蜗牛还有排泄口,生殖口,呼吸口。
蜗牛的生殖系统最特别,蜗牛是雌雄同体,但是异体受精。蜗牛的生殖系统有非常特殊的一个地方,那就是储精囊,所以说蜗牛虽然一年只交配一次,但可以生育3~4次。更特殊的是蜗牛在交配的过程中,会从生殖孔中伸出一种刺,这种刺会刺入对方体内,使对方精子数量变少,直至最后死亡。这样做的原因是因为蜗牛都想要自己成为雄性,成为雌性则意味着需要担负起教育后代的责任,不能专注地发展自身。可以看到蜗牛还是有一些自私的,为了自己的生存可以害死同胞。不过这也是蜗牛个体强烈求生欲的表现。
蜗牛在消化系统中有了完备的消化道,加上口器的完备,蜗牛的进食效率可以说是很高。
蜗牛虽然说各个结构都得到了发展,但是运动能力并没有得到一个很大的提升。再被其他动物的追逐中,虽然有着坚硬的外壳做保护,但是蜗牛慢吞吞的移动速度确实成为了一大阻碍。但是下一个物种节肢动物却彻底改变了这一点。让我们以蝗虫为例去探究节肢动物。
我们先来宏观的观察一下蝗虫。蝗虫整体结构分为头部,胸部,腹部。头部有着感觉了触角以及眼睛。是腹部长出的三对足,前两对较为短小,为运动足。后一对较为粗大,为跳跃足。蝗虫整个躯干有着外骨骼的保护,提升防御力的同时撑起蝗虫整个身体。同时在膝盖上还有用于呼吸的小孔。
蝗虫最独特的莫过于它的飞行能力,这还要归功于蝗虫的两对翅膀。蝗虫的翅膀在收起来的时候,前边一对会覆盖在后面一对上面,所以前边一对是负责保护的,而后面一对相对宽大的则是用于飞行。
如此大的运动量就需要跟上营养,蝗虫在口器上进行的提升成为了咀嚼式口,动物可以开始咀嚼了!蝗虫的消化道分为食道,素囊,胃肠以及肛门,在肠周围遍布着白色的细管:马试管,分泌消化液。可以看到蝗虫的物理消化和化学消化都得到了提升。
为了把营养物质循环到全身,蝗虫也有了初步的循环系统,不过这个循环系统有9个心脏!可以看到蝗虫心脏的分化程度,分工明确程度都不是很高。
蝗虫有了初步的呼吸,不过是以气囊的形式进行的,并没有演化出肺。
蝗虫的生殖系统是两性生殖,有了性别就可以更专业的发展,不像蜗牛那样为了争雌雄而杀死同类。
蝗虫整体给我的感觉就是非常的轻巧灵敏,很速度。从地上的蜗牛慢慢的爬行,一下子到了天上可以自由的翱翔。真的可以说是被演化看中的宠儿。
不过蝗虫的缺点就是外骨骼太过于脆弱了,从高空啪叽掉下来,可能就会被摔碎。或许有一些节肢动物掉到了水里,并没有被摔死。反而逐渐把外骨骼内化,演化除了脊索。我们以鱼类为代表来探脊索动物。
首先我们来宏观的观察一下鱼。鱼体表整体呈流线型,高而侧扁,表面有大量的粘液。
脊索构成了脊椎,脊椎则构成了脊柱。脊柱加上肌肉的完美组合,让鱼的运动非常灵活。
为了跟上运动的需要,呼吸系统也进行了演化。为适用水下的生活与演化出了鳃。鱼鳃是梳子状,鲜红色的,有许多细小的鳃丝构成。
除此之外,鱼在泌尿消化,神经,生殖循环等系统上都有所提升。其中大脑的分化已经达到了一个很高的高度。
这就是鱼类,鱼类给我的整体感觉就是从天空回到了大海,但似乎成为了海下的霸主。强大而灵活的运动系统,山上有颌的出现,让鱼成为海底世界当之无愧的霸主。
不知道是什么契机,生物想要登陆,也许是某一个海浪讲鱼排到了岸边。总之,动物的演化到了两栖动物,我们以蛙类为代表来探索两栖动物。
我们先来宏观的观察情况青蛙,青蛙体表有粘液,并且身体呈现绿色,分头,躯干和四肢。青蛙的头有一对很大的眼鼻,一对鼻孔连接着内部的肺,有一张又大又宽的嘴。在四肢方面,前肢短小,后肢发达,前肢负责支撑身体,而后肢则主要为了弹跳,这是青蛙为了适应陆上生活,而青蛙脚上有蹼,则是为了适应水中生活。
为了可以在陆上生活,蛙类在运动系统等上面都做出了改变。青蛙在脊柱缩短,但踝骨特化呈棒状,这样青蛙的弹跳能力增加。为了适应水中生活,青蛙脚上长了方便游泳的宽大的蹼。
为了能够居撑起青蛙弹跳时运动的好氧,呼吸系统进一步提升,蛙类演化出了薄壁囊状物表面有着丰富的毛细血,这是肺首次的出现!
知于循环系统青蛙首次出现了两心房一心室,是最体循环与肺循环的分离。
不过这个非常敦实的家伙,一般都是趴在陆地上,并没有太高的灵活性,与蜗牛类似。于是爬行动物根据这一点做出了演化,我们以蜥蜴为例来探究爬行动物。
我们先来宏观的观察一下蜥蜴,蜥蜴体色为土黄色或者绿色体表,体肤干燥表面覆盖角质鳞片,这对身体可以起到保护作用,也可以减少水分的蒸发。蜥蜴分为头颈,躯干,四肢和尾。颈部极为灵活,可以转动,这个增加了蜥蜴的主动性。
我们来看蜥蜴的运动系统。蜥蜴在我们的印象里跑的是非常快的,可以四肢并用,也可以站起来奔跑。四治病用时会拖着肚子跑,而站起来奔跑时前后肢交替左右摆动。蜥蜴白肌数量较多,也就是蜥蜴的耐力低,但是爆发力强速度高。为了弥补耐力低这一缺点,蜥蜴演化出了高灵敏度的神经系统。
为了跟上蜥蜴爆发的运动,呼吸系统也有了提升,它们第一次有了气管支气管。完全脱离了蛙类还保留的皮肤辅助呼吸,脱离水域,完全陆生。
我认为蜥蜴也是在陆地运动方面做到了极致的演化。也许再躲避敌人的时候,两栖动物的前肢会不由自主的摆动,渐渐的,适合滑翔甚至飞行的翼出现了。接下来的鸟类,就是在天空运动做到的极致。
鸟类体呈流线型(为了减少阻力),体表覆盖羽毛(保温+飞行)。鸟类分为头颈躯干四肢和尾,头上有一对视力极好的眼,鼻,耳,额,喉,喙,颈灵活,提高了保护能力以及取食能力;
其实鸟类所有结构的提升都是在于想要在更好的飞行的基础上的。在运动系统上,前肢特化为了翼,翼平展而宽大,大多覆盖羽毛。每根羽毛上的毛都有着小沟和沟槽结构,可以让羽毛在被风吹开的时候自己合拢。
那么如何支撑起鸟类的羽毛呢?这就到了胸部的肌肉。肌肉有肌腹加肌腱组成,鸟类胸部有龙骨突,极大的增加了胸前的位置,这样的鸟类可以拥有更多的胸肌。加上鸟类中空间引起轻薄的骨骼,让鸟类在运动方面造就了极具的飞行。
在呼吸系统上有的支气管和气管的分化,腓壁变得更厚实,有5~6个气囊。保证了鸟在时时刻刻都在呼吸。
鸟类的消化系统,遵循着能轻就轻,能减就减的原则,让鸟类的消化道,没有储存排泄物以及食物的地方。这样可以进一步减轻鸟类的重量。可以说为了飞行鸟类,省去了稳定存储食物的空间。
如此多的系统需要配上一个强大的控制中心,鸟类类的神经系统也得到了极大的发展,大脑甚至有了学习认知中枢。
这就是鸟类,其实我在鸟类身上看到了为了一个目标而去奋斗的身影。为了能够举极致的飞行鸟类,所有的系统都在想尽办法去达到这一目的。
也许是鸟类认为自己还是应该再陆地,发展稳定性。于是,动物的演化到了一个全新的高度,或者说是目前为止的一个最高高度——哺乳动物,我们以兔子为例,来探究哺乳动物。
你们现在使用的观察一下兔子。兔子听觉嗅觉敏感,跑得快,善打动,体表被毛覆盖,恒温。结构分为头颈,躯干,四肢和尾。
我们来看一下兔子在各个结构上有何提升。
首先是运动系统,兔子有了骨连接,这样兔子可以更灵活的运动。四肢躯干的肌肉有高度的可塑性,加上不同种类的肌肉,让一些兔子可以高速移动。
兔子的呼吸系统,演化出了复杂的肺,以跟上运动的需要。兔子的肺泡数量多,结构复杂,致密,厚实,并且有了膈肌的出现,调整胸腔容积,辅助肺的呼吸。可以说兔子在呼吸系统方面又是一个很大的突破。
为了营养量能够供给,兔子的消化系统也有提升,兔子的小肠大肠已经高度分化。在化学消化方面,兔子已经有了肝胆胰的分化。
循环系统将营养物质输往兔子全身,兔子的心脏是两心房,两心室,已经有了动静脉血的完全区分,心脏容量更大,心跳更快。
所有的系统都是为了最后的升值做准备,而兔子的生殖系统较为特别,因为兔子采用的是胎生,这又是一个全新的生殖方式!这样的生殖方式特别的保证了质量,虽然减少了一次生下来的数量,但是这保证每次生下来能存活,以质量取代了数量。
这就是整个动物的演化旅了,原生生物:草履虫——多孔动物:海绵——刺胞动物:水螅——线虫动物:蛔虫——环节动物:蚯蚓——软体动物:蜗牛——节肢动物:蝗虫——脊索动物:鱼类——两栖动物:蛙类——爬行动物:蜥蜴——鸟类——哺乳动物:兔子。
一个个看下来,动物演化的趋势非常明显。在前期的时候,动物更主要的是注重吃和生殖,不过后面动物慢慢的开始注重主动性,也就是主要发展消化,运动,神经系统。所以说也许动物是否高级,取决于它们的主动性是否强。主动性越强,适应环境的能力越好,这个动物就越高级。
如果说植物像一个个战士一样奔赴战场去追求光明,那么动物的演化就像一个在黑暗中迷失方向的人,要不断寻求光亮,找到方向,找到主动性,用自己的能力去改变周围。这也给予我了力量,我是否也要想动物那样,不断提升主动性。就像江子校长讲的那样,是否要出于淤泥而不染,是要立起来,成为一个真正的人,去尝试改变环境,还是沉溺与环境之中?是否要展现独属人类才有的主动性?动物都要展现属于动物的主动性,人更应如此,我也应如此。