无用的器官
这些退化的部位固然曾经失去了本来的用途,却能够帮我们探寻生物的进化进程。
在过去的37亿年里,地球上的生物随着环境的变化不时进化,在这个过程中它们的身体曾经变得改头换面,但很可能留下了一些过去的痕迹。这类器官和组织曾经为生物的祖先效劳过,但是随着时间的推移,它们曾经失去了用途,比方鲸的后腿骨或某些陆行鸟类的翅膀。
丧失了原有功用的器官或组织,被称为退化或痕迹构造。而进化留下的痕迹并不只存在于解剖构造中,也可能藏在遗传信息或行为里。例如,婴儿出生后,他们的小手和小脚能够疾速而有力地抓住物体。这被称为抓握反射,是一种遗留下来的本能,由于猿类祖先的宝宝必需牢牢抓住母亲的皮毛,以免在母亲行动时掉下来。
关于科学家来说,退化构造能够用来追踪某些物种的进化进程。科学家将退化构造与其他生物身上,仍在正常发挥作用的类似构造比拟,来判别物种间的亲缘关系,构建出进化谱系。像这种不同物种身上的类似构造被称为同源构造。有些构造对一个现代物种来说可能是多余的,对它们的祖先却必不可少。例如,南美洲热带森林中的雉(Opisthocomushoazin)出生时翅膀末端有小爪子,这是世界上独一翅膀具有爪子的鸟类。固然成年后这些鸟会失去小爪子,但这阐明了它们与史前鸟类始祖鸟有亲缘关系,始祖鸟曾用相似的爪子捕捉猎物和爬树。

“无用”器官的提出者
1859 年,查尔斯·达尔文(Charles Darwin)初次提出了退化器官与进化之间的联络。在《物种来源》和《人类的由来及性选择》中,达尔文提出了退化器官的根本概念。他以为,这些器官在自然界中很常见,它们曾经发挥作用,但如今曾经失去功用。受达尔文的启示,德国解剖学家罗伯特·维德斯海姆(Robert Wiedersheim)在 1893 年出版的《人的构造:人体历史索引》(The Structure of Man: An Index to His Past History)一书中列出了 86 个退化器官,提出“这些器官在以前具有更重要的生理意义”。不过,维德斯海姆列出的并不全是真正的退化器官,有些功用仍存在争议,还有一些—如胸腺和脑垂体——显然能够从退化器官列表中删除了。
多余的器官
人体的这些退化构造真的没用吗?
1智齿
我们的第三颗臼齿也被称为智齿。有些人基本不长智齿,也有些人智齿难以顺利长出,比方卡在牙龈外表以下无法显露。人类的上下比祖先小了很多,包容不了这些退化的牙齿。不过,一些研讨标明,这可能也跟后天要素有关,我们幼年时期的饮食常常缺乏刺激下巴生长的硬食物,如坚果和蔬菜。
2犁鼻器
犁鼻器也被称为雅各布森氏器官,对蛇等许多动物来说,这是检测空气中信息素的重要工具。在人类身上,这个管状器官位于鼻腔顶部,但其功用却备受争议。一些遗传证据标明,它在人类身上是无用的,编码器官中受体蛋白质的基因发作了突变,使其失去了功用。
3鸡皮疙瘩
当你感到冰冷、惧怕,或是听到动听的歌曲时,你的皮肤外表会鼓起一个个小圆包,也就是我们说的鸡皮疙瘩。之所以会冒出鸡皮疙瘩,是由于皮肤下被称为立毛肌的微小肌肉在收缩。它们牵拉毛囊,使毛发竖立起来。关于毛茸茸的动物来说,竖起来的毛发能够构成隔热层,给身体外表保暖,也能在它们遭到要挟时让体型看起来更大。但是,人类曾经没有那么多毛发来配合立毛肌了。
4第三眼睑
在你的内眼角有一层透明的膜,叫做结膜半月皱襞。在鸟类和猫等其他动物身上,这层膜会发育成一品种似雨刷器的眼睑,称为瞬膜或第三眼睑,能够维护眼睛。对我们来说,结膜半月皱髮不会构成第三眼睑因而是无用的。
5尾椎
大约2500万年前,人类的祖先失去了尾巴,但是我们还保存着尾椎骨。在人类胚胎的发育过程中,胎儿会像许多其他动物一样长出尾巴。在怀孕八周后,组成尾巴的细胞会中止生长,所以我们最终没有尾巴,但脊椎末端依然残留着一小段尾椎。
6掌长肌
伎俩和肘部之间有一块叫做掌长肌的肌肉,人类的祖先在爬树时要用它抓握树枝,更可靠地支撑身体。这块肌肉与伎俩的灵敏性有关,但据估量,大约15%的人没有掌长肌,而这关于他们伎俩的灵敏性或运动才能没有任何影响。
7动耳肌
大约10%的人能经过调动耳部肌肉来自主地前后挪动耳朵。其他动物,如狗和猫,能够经过这些肌肉牵引它们的耳朵朝向声源。而人类曾经失去了这种才能。
8阑尾
在人体大肠的末端有一根细长的盲管,叫做阑尾。几十年来,科学家不断在争论消化系统的这个延伸局部能否有用,它能否是一个退化器官。达尔文是第一个提出它毫无意义的人,他说阑尾可能曾经被用来消化坚韧的植物,就像现代兔子的阑尾一样。但是科学家发现,人类的阑尾可能参与制造免疫细胞,协助人体抵御病原体。
退化王国
植物和动物都继承了祖先的局部构造。
鲸的腿
鲸的进化之旅很漫长,它们曾经从水中迁移到陆地上,然后又在大约5000方年前返回海洋。鲸目动物(包括鲸、海豚和鼠海豚)的共同祖先是长有四条腿,在陆地和海洋间活动的半水栖动物。经过数百万年的进化,它们的腿变成了鳍,现代鲸鱼逐步呈现了。但是,鲸过去在陆地上生活时所用的一个器官——骨盆——依然留在身体里。这块萎缩了的骨头并没有附着在鲸的椎骨上,而是“悬浮”在肌肉之间。固然这些骨头不再衔接着动物的后肢,但它们可能有其他用处。一些研讨标明,由于残留的骨盆与鲸生殖器上的肌肉相连,它可能有助于鲸的繁衍。
美丽但无用
在春天,你可能会看到蒲公英(Taraxacum officinale)鲜艳的黄色花朵在田野里绽放。与其他进化出炫目的花瓣来吸收昆虫传粉的植物不同,蒲公英可以单独完成传粉。经过一种被称为无交融生殖的过程,蒲公英能够无性繁衍,产生克隆了本人基因的种子。蒲公英也会长花瓣,但它并不需求经过昆虫授粉来孕育种子,不过蒲公英依然会为传粉昆虫提供花蜜。
蛞蝓的壳
大约1.5亿年前,蜗牛从它们的水生祖先进化而来,不久就分化成陆地蜗牛和无壳的蛞蝓。严厉来说,并不是没有壳。蜗牛从环境中吸收钙离子,然后用一个叫做外套膜的器官分泌碳酸钙结晶,构成硬壳。蛞蝓也有退化的外套膜,不过它不会产生像蜗牛那样的螺旋壳,而是在皮肤之下构成一个小小的壳。
没有眼睛也看得见
盲眼洞穴鱼(又名墨西哥丽脂鲤,Astyanax mexicanus)是生活在墨西哥公开暗河中的一种鱼。与它们在水面邀游的亲戚有点不同,这种鱼没有眼睛。在乌黑的洞穴底部潜游时,一双好眼睛并不是必需品,所以这些洞穴鱼的眼睛曾经彻底退化消逝了。
在胚胎发育的最初24小时内,盲眼洞穴鱼会长出一双没有充沛发育的眼睛。不过,在这之后眼睛的血液供给就会被切断,上面很快构成一层皮肤。研讨人员发现,基因突变让这种穴居鱼构成了躲藏在皮肤下的退化眼晴。盲眼洞穴鱼没有视觉,但仍然能够感知四周环境,它会应用鱼类身上特有的感知器官——侧线来监测水压的变化。
蛇的腿
在大约1亿年前的自垩纪,蛇失去了腿,进化出了共同的挪动方式。人们以为,蛇的蜥蜴祖先天生腿短小,可以在复杂的地形中行走,进入其他动物无法进入的新地域。随着时间的推移,这些不时退化的腿完整消逝了。
但是,有些蛇类保存了它们蜥蜴祖先的局部骨盆和后腿骨。蟒蛇和巨身体两侧有微小的隆起,叫做骨盆突刺,那里曾经是腿发育的中央。这些退化的局部并不与蛇的椎骨相连,而是位于它们的肌肉群之间。
五种不会飞的鸟
1驼鸟(Strutiocamelus)
固然驼鸟再也不能用翅膀翱翔,但当它们以每小时70千米的速度奔跑时,可以借助翅膀来坚持均衡和控制方向。雄性驼鸟在求爱时也会用它们华美的翅膀来吸收雌性驼鸟。
2几维鸟(Apteryxaustralis)
几维鸟不像其他鸟类那样有骨骼中空的轻盈翅膀。它们的翅膀长度只要约3厘米,掩盖着皮毛状的羽毛,里面的骨骼也是实心的。DNA证据标明,几维鸟是从马达加斯加飞到新西兰的史前鸟类的后嗣。
3船鸭(Tachyeresspp.)
世界上有4种船鸭,其中有3种是不会飞的。在更新世晚期,不会飞的船鸭从会飞的近亲中分化了出来。一些生活在南美洲的船鸭会像划桨一样在水中划动翅膀。
4鹦鹉(Strigopshabroptila)
这些不会飞的鹦鹉原产于新西兰,它们在森林里攀爬和腾跃时,用短短的翅膀坚持均衡。由于它们不会飞,翅膀上的羽毛也变得柔软,不再合适飞行。
5鹤驼(Casuariusspp.)
固然鹤驼不会飞,但它们用翅膀协助本人在森林中穿行。在它们小小的翅膀的末端长着几根特化成了硬棘的羽毛,这些羽毛能够用来移开障碍物,比方坚硬的荆棘或树枝。