【转载】为什么海豚、鲸鱼等回声定位生物的眼睛没有完全退化?
同意@桂武磊 的解释,补充回答楼主的另一些疑问。
实际上,我想楼主的疑问在于,没用的性状为什么没有完全退化掉?我来试着回答一下。
首先,这个问题就错了。生物只有进化,没有退化。这里不是从低级到高级的问题,而是从不适应环境到适应环境。
对于哺乳动物而言,当视觉不再起主要作用时(比如问题中的鲸豚类,生活在地下的鼹鼠,以及类似的澳洲袋鼹),适应环境的选择就是让眼睛消失。这种消失在一般人看来是退化,但其实是为了适应环境的进化。
有人可能会问,虽然用不到了,保留着不是也没什么关系吗?这个问题问到点子上了。如果一个性状的存在完全对生物无好处,也无坏处,那么它还是可能保存下来。之所以很多性状彻底消失了,是因为它们满足两个条件:一、完全无用;二、保留它们需要付出能量代价,或者有可能因为这些部位受到伤害而导致死亡。
眼睛对于鲸来说虽然满足第二个条件,但不满足第一个条件。无论是鲸还是豚,它们都有到水面换气的时候。这时候视觉是比声波定位更有效的感知手段。仅仅这一点点优势,就可以让眼睛这个性状“苟延残喘”下来。
其次,这里还存在一种可能性:即该性状仍在继续消失中。
我们今天所看到的生物性状也并非就是固定下来不变的,仍有可能是在继续进化中的。这应该不难理解,因为一个性状的进化需要的时间相当长,而人类的历史不过是进化中的沧海一粟。
比如人的阑尾,在手术这种医疗手段出现之前,阑尾穿孔的死亡率是20%,而1/15的人都有机会在一生中发生一次阑尾穿孔。但人类仍旧没有完全抛弃这一小截消化道里的死胡同。有人认为我们仍在进化中(某些人生下来就是没有阑尾的),只是手术的出现极大地放缓了这一进程。而有人认为这一小截阑尾是有着它的功用的,比如在免疫等方面。至今仍没有定论。鲸眼的问题大概也与此类似。
在鲸身上,还有一个类似的性状,就是它的后肢。虽然鲸的后肢和骨盆已经退化到只剩很小的骨骼,埋在身体里,而且与脊椎彻底脱离,但在鲸当中还是有严重的“返祖现象”。鲸类出生后带有伸出身体外的后肢,并非十分罕见,比例之高超乎你的想像,达到五百分之一。
鲸从陆生到水生,只用了大约1000万年,从进化上来讲实在是相当之快了。但很显然,我们今天仍在亲眼目睹它们的进化。这个巨大的工程还有点收尾工作没做完。如果控制后肢发育的基因上再多几个突变点,那么它由于突变而重新变得正常打开的可能性就会大大低于1/500。但为了获得这几个更多的突变点,鲸还需要很长时间。
回到问题上来,鲸的眼睛可能也是仍在“退化”的进化之中,也可能已经达到了功能与能量消耗的平衡点。到底是哪一种情况,当下的我们不可能给出答案。
来源:
知乎每日精选
http://www.zhihu.com/rss
http://www.zhihu.com/question/20283487/answer/14609806
实际上,我想楼主的疑问在于,没用的性状为什么没有完全退化掉?我来试着回答一下。
首先,这个问题就错了。生物只有进化,没有退化。这里不是从低级到高级的问题,而是从不适应环境到适应环境。
对于哺乳动物而言,当视觉不再起主要作用时(比如问题中的鲸豚类,生活在地下的鼹鼠,以及类似的澳洲袋鼹),适应环境的选择就是让眼睛消失。这种消失在一般人看来是退化,但其实是为了适应环境的进化。
有人可能会问,虽然用不到了,保留着不是也没什么关系吗?这个问题问到点子上了。如果一个性状的存在完全对生物无好处,也无坏处,那么它还是可能保存下来。之所以很多性状彻底消失了,是因为它们满足两个条件:一、完全无用;二、保留它们需要付出能量代价,或者有可能因为这些部位受到伤害而导致死亡。
眼睛对于鲸来说虽然满足第二个条件,但不满足第一个条件。无论是鲸还是豚,它们都有到水面换气的时候。这时候视觉是比声波定位更有效的感知手段。仅仅这一点点优势,就可以让眼睛这个性状“苟延残喘”下来。
其次,这里还存在一种可能性:即该性状仍在继续消失中。
我们今天所看到的生物性状也并非就是固定下来不变的,仍有可能是在继续进化中的。这应该不难理解,因为一个性状的进化需要的时间相当长,而人类的历史不过是进化中的沧海一粟。
比如人的阑尾,在手术这种医疗手段出现之前,阑尾穿孔的死亡率是20%,而1/15的人都有机会在一生中发生一次阑尾穿孔。但人类仍旧没有完全抛弃这一小截消化道里的死胡同。有人认为我们仍在进化中(某些人生下来就是没有阑尾的),只是手术的出现极大地放缓了这一进程。而有人认为这一小截阑尾是有着它的功用的,比如在免疫等方面。至今仍没有定论。鲸眼的问题大概也与此类似。
在鲸身上,还有一个类似的性状,就是它的后肢。虽然鲸的后肢和骨盆已经退化到只剩很小的骨骼,埋在身体里,而且与脊椎彻底脱离,但在鲸当中还是有严重的“返祖现象”。鲸类出生后带有伸出身体外的后肢,并非十分罕见,比例之高超乎你的想像,达到五百分之一。
鲸从陆生到水生,只用了大约1000万年,从进化上来讲实在是相当之快了。但很显然,我们今天仍在亲眼目睹它们的进化。这个巨大的工程还有点收尾工作没做完。如果控制后肢发育的基因上再多几个突变点,那么它由于突变而重新变得正常打开的可能性就会大大低于1/500。但为了获得这几个更多的突变点,鲸还需要很长时间。
回到问题上来,鲸的眼睛可能也是仍在“退化”的进化之中,也可能已经达到了功能与能量消耗的平衡点。到底是哪一种情况,当下的我们不可能给出答案。
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