【科普園地】

　　科技日報北京2月20日電（記者張佳欣）大約3.75億年前，長相滑稽的提塔利克魚利用一種新穎的適應(yīng)環(huán)境的方式冒險上了岸：有裂片的鰭推動它在陸地上“行走”，喉嚨里的氣囊讓它能在空氣中“呼吸”。提塔利克魚實際上有鰓，而且被認(rèn)為是已知最早的四足動物的共同祖先。在數(shù)億年的時間里，四足動物衍生出無數(shù)物種，包括智人。那么，如果人類是從魚進(jìn)化而來的，為什么沒有鰓呢？據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)18日報道，人類之所以用肺而不用鰓呼吸，與進(jìn)化過程中的自然選擇有關(guān)。

　　其中一個解釋是，鰓需要保持潮濕才能有效工作，因此，它僅適用于水生動物。鰓有很大的表面積和數(shù)以千計的微小血管，使氧氣很容易進(jìn)入血液。美國蒙大拿州立大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家克里斯·奧爾根表示，當(dāng)水從鰓上通過時，氧氣會吸收進(jìn)來，二氧化碳則會擴散出去。如果陸地動物有鰓，這些鰓會很快干涸，這不是高效的呼吸方式。

　　另一個解釋是因為肺對于陸地生活具有顯著優(yōu)勢。當(dāng)魚類祖先仍在水生環(huán)境中生活時，它們除了鰓之外，已經(jīng)擁有了肺。因為只有有肺的魚才能上岸到達(dá)陸地，并在陸地上存活下來?，F(xiàn)有證據(jù)表明，早期肺先是進(jìn)化成蜥蜴那樣的簡單肺，然后進(jìn)化成哺乳動物特有的細(xì)分肺。值得注意的是，哺乳動物進(jìn)化出了橫膈膜，這可能要追溯到3億年前。

　　相反，無用的結(jié)構(gòu)往往會消失。隨著時間的推移，鰓逐漸退化，到大約3.15億年前的石炭紀(jì)，鰓最終在陸地生活的動物體內(nèi)完全消失。大約在那時，第一批爬行動物以及第一批鳥類和哺乳動物的祖先開始進(jìn)化。

　　原始魚類竟然有肺，這點令人驚訝。雖然鰓擅長從水中提取氧氣，但它們提供的氧氣量較少，不適合體型較大需要更多氧氣的動物。此外，季節(jié)變化也會影響水中的氧氣量。因此，魚類氣囊（原始的肺）允許其吸入水面上方的空氣，以補充氧氣攝入量。

　　其實，人類并沒有進(jìn)化到完全失去早期的鰓。人類胚胎有一個生理特征：類似鰓的被稱為咽弓的微小褶皺。雖然它們不是真正的鰓，但絕對是早期鰓的“遺跡”。在整個胚胎發(fā)育過程中，咽弓成為下巴、喉嚨和耳朵的一部分。沒有咽弓，動物的頭部就不能形成。水生的、用鰓呼吸的物種在胚胎發(fā)育中同樣存在這種結(jié)構(gòu)。不同的是，這種結(jié)構(gòu)是否在不同動物中進(jìn)化成了真正的鰓。（張佳欣）