为什么很多雄性动物包括人类都是排泄和生殖共用一个器官,有没有更优的方案?
在自然界中,雄性动物包括人类都是排泄和生殖共用一个器官,不过相比较而言,人类已经算比较“高级”了,因为男人只是尿液和生殖共用一个器官,而像鸟类、爬行类、部分软骨鱼类等动物,它们甚至连粪便的排泄也与生殖共用一个器官,这才有了“泄殖腔”这个器官。(下图为鲨鱼的泄殖腔)
但是,像粪便中含有大量的细菌(每克里可能有几百万,上千万个),与生殖放在一起显然有些不太合理。那么,这种排泄和生殖共用一个器官,有没有更优的方案呢?答案是肯定的,而且人和大多数的哺乳动物都已经找到了最优方案:尿液排泄与生殖共用,粪便单独排放。
那么,为什么说这个就是最优的解决方案了呢?我们从进化的角度来聊一聊这个问题。
生物的进化是由简单到复杂的早在45.7亿年前,地球从环绕太阳的吸积盘(由弥散物质组成的、围绕中心体转动的结构)中逐渐地形成了,随着地球逐渐的冷却,到了距今约44亿年前地壳形成了。地壳形成后,让地球表面加速冷却,到了距今约42亿年前,最初的大气和海洋形成了。
海洋和大气的形成为生命的诞生提供了基础,不过在海洋和大气形成后,小行星开始不断地撞击地球(包括月球、火星和金星等),导致了海洋被煮沸。
等到撞击减少后,海洋冷却后到了距今约38亿年前,生命才出现了,最早的生命是单细胞生物,也就是原核生物,它们逐渐的演化出了细菌和古细菌,它们靠着海里的有机物和无机物为生。
到了距今约35亿年前,地球上最早的可以进行光合作用的蓝绿藻出现了,它们逐渐地把氧气填充到了当时无氧的大气中,为生命的绽放奠定了基础。
尽管如此,从单细胞生物到多细胞生物,也用了约20亿年,到了距今约15亿年前,最早的多细胞生物海洋真核藻类出现了,不过,这些生物都是无性繁殖的生物,直到12亿年前,地球上才出现了有性生殖的生物,此时才出现真正意义上的生殖系统。
生殖器官的位置说到了生殖系统出现,就来到了我们今天讨论的问题了,在有性生殖出现以前,动物只有进食和排泄器官,并没有生殖器官。那么,对于生殖器官来说,在什么位置才是最优的呢?答案就是保守的位置。
因为在生物进化的过程中往往后出现的特征,出现的位置都比较的保守,而且有性生殖的生物基本都有首尾之分,而头部是神经比较集中的地方,它主要是传导和接受信息的作用,是容不得半点差池的,所以,生殖器官,这种可能会膨大的器官不会在头部。
既然不能在头部,就只能往后走了,有性生殖的生物相比无性生殖的生物在身体结构和功能上要更健全一些,为了让血液更好的供应头部,也更好的获取氧气,心脏、肺等重要的器官要距离头部较近,所以生殖器官的位置只能再次向后。
考虑到有性生殖的生物要么需要排出大量的精卵细胞(体外受精),要么受精卵需要在体内发育,所以是需要空间的,所以内在的生殖器官只能在腹腔靠后,这里的空间最大,最充盈。
此时,外部的生殖器官只能在腹腔的后面,因为即使在水中,贴近水底游动,放在腹腔上也容易刺激或者损伤到它,所以它只能是在腹腔的后侧,但是也不能长在上面,因为都在上面两性繁殖时,就需要一个个体翻转身体,这样不利于繁殖。最终生殖器官就跑到了排泄器官这里。
从目前的动物看,相对原始的生物都是生殖器官与排泄器官合二为一的,比如蛔虫、爬行动物等等。但是这不是最优的方案,因为共用一个器官,是容易造成感染的,所以这些动物大都是卵生,卵壳可以保护卵不受到细菌的侵扰。
当生物进化到哺乳动物时,这种器官结构就不太合理了,因为粪便中含有大量的细菌,可能会对胎儿有影响,因此逐渐的一部分生物的肛门出现了,这是主要的排泄器官。
相反的,尿液虽然与生殖同一器官,但是,尿液中没有什么细菌(尿道感染什么疾病类就不算了),况且对于雄性来说,排尿和排精的管道并不互通,而且两个不会同时的工作,所以,对于目前的动物来说,这已经是比较优质的解决方案了。
排尿和生殖共用的好处对于雌性来说,它们的输卵管与输尿管的出口已经相隔很远了,只是雄性还离得比较近,其实这种器官结构是有一定的好处的,因此雄性的生殖器官都有一层包裹,这层包裹虽然会保护生殖器官,但是温暖、潮湿的环境也容易滋生一些细菌,而尿道在这里,在小便时,就能冲刷掉很多异物,不让细菌在此繁殖。
总结生物的进化是经历了从无性繁殖到有性繁殖的,也就是说生殖系统其实是后来演化出来的,它最优的位置就是腹部下侧,而新器官的保守性,让生物起初的选择就是与已经有开口的排泄系统合并,成为泄殖腔。
但是,随着不断的演化,这种容易造成后代感染的方式被抛弃(尤其是对于胎生的羊膜动物来说),取而代之的是含有大量细菌的粪便有了另外的“出路”,至于没有细菌还能起到冲刷作用的尿道一样与生殖合并为一个器官。
在笔者看来,这已经是最优的方案了,因为缺乏尿道重新远离生殖器官开口的动力。
为什么很多雄性动物包括人类都是排泄和生殖共用一个器官,有没有更优的方案?
同属人类,似乎女性的“生殖器官”进化比男性的“生殖器官”进化更加完善,在排泄与生殖上女性根本就不存在共用的问题,女性“生殖器官”有单独的排泄通道,繁衍生殖与排泄通道虽然相近,但并不共用。
这种情况是不是意味着女性在“生殖器官”的进化上面优于男性呢?
难道男性的“排泄与生殖”就不可以相互分离?以达到最优的进化方式?
亿万年的进化,人类男性的“生殖器官”已经达到最优阶段,人类包括大部分雄性哺乳动物都可以将“排泄与生殖”结合起来,在生物进化选择中抛弃多种方式留下了现如今的最佳方案。
你不必怀疑生物的自主选择,看看下面的情况,你或许就明白了。在生物多样性方面,人类的“生殖器官”进化还算是相当不错的,大自然里依旧还有不少的动物在“排泄、排遗、生殖”方面都是共用一个器官,这种“生殖模式”与人类对比,显然差了不止一个档次。
很多人认为人类男性“生殖、排泄”共同使用一个器官是“进化不完整”的表现,毕竟这看起来并不那么的卫生,也有极大的细菌感染风险。
其实这是一个误会,很多人把“排泄与排遗”搞混了,认为“排泄”就是肮脏之物,在论证男性“生殖器官”优劣之前,需先解释一下这其中的差别。
“排泄与排遗”的区别在哪?人类男性包括大部分雄性哺乳动物,它们的“生殖器官”都是排泄与生殖一体化的,很多人认为这样会导致细菌感染,其实并非如此。
“排泄”是人体“排泄系统”的一部分,我们人类以“肾脏”为主导,主要功能就是吸收我们身体里的“血液废物”以及“体腔液”里的废物,并把这些这些人体不需要的“废物水分”排出体外,是一个“新陈代谢”过程。
“排泄”这个词并不单单指代“尿液”,它还指我们平时的排汗、呼吸,汗液与呼吸出的水分都是“排泄系统”中的一部分,它们主要把我们身体里的一些有害物质排出体外,这是一个循环往复的过程。
“生殖器官”排泄的“尿液”只是其中之一,虽然共用,但并不排斥对方。
就比如我们的皮肤可以排汗,也可以保护我们的皮下组织,嘴巴可以呼吸,但也可进食,别看功能相差甚远,但它们并不冲突。
“排遗”并不是“排泄系统”,它属于我们身体里的“消化系统”,我们吃进肚子里的食物经过消化系统吸收营养后,最终剩余的残渣排出体外,这就是“排遗”。
在食物消化的过程中,食物进入胃被胃酸分解融化,紧接着进入小肠进行充分的发酵吸收,整个过程中有着大量的微生物细菌参与,因此我们的食物残渣是携带着大量的“菌落群体”的。
这也是“排遗”为什么会存在一个单独的器官,它是不能与“生殖器官”共用的,不过目前依旧还有不少动物进化未完善,它们的“排泄、排遗、生殖”依旧共用。
看到这里很多人都会问。
“排遗”有大量的细菌微生物,那“排泄”就没有了吗?这就需要了解“消化系统”与“排泄系统”的区别了。
消化系统消化进食的食物,这些食物经过胃酸、小肠吸收后依旧还有残渣,这些残渣是不干净的,甚至至进食之处就携带着有不少的菌群。
而我们的“排泄系统”就不一样了,它是在消化系统消化食物时,吸收掉我们我们身体不能使用的尿酸、二氧化碳、以及一些没办法完全消化掉的无机盐、水分,这些东西并不是直接吸收的,它们会经过我们的血液循环后在排出体外。
当然!这个过程也需要体内其他器官的支持。
就拿尿液来说吧!我们身体里的水分会通过肾脏处理后进入“膀胱”,之后会通过“生殖器官”排出体外。
但你别以为“尿液”就很脏,其实人类包括雄性哺乳动物的尿液都是“干净无菌”的,我们“尿液”中的成分98%是水,其他的物质就是尿酸、钾离子、氯离子、钠离子等。
在未排除体外之前,“尿液”是不存在任何细菌的,它们是非常干净的一种液体。
这样说吧!正常人的“尿液”比你在野外见到的任何水源都还要干净,它甚至比你口腔里唾液也要干净。
据科学家研究,我们人类口腔里有着几十种细菌微生物,哪怕你一天洗漱十次,这些细菌微生物也不会被清理干净。
可“尿液”就不一样了,它是血液循环之后的废弃物,虽然说是“废物”,但它干净程度是外界很多的水源难以比拟的,我们之所以认为“尿液”脏,主要原因还是它的“排泄”方式,这的确让人有些膈应。
为什么“尿液”会很臭?其实干净的“尿液”基本上是没啥味的,出现这种情况主要有以下几个原因:
1:膀胱感染:存储尿液的膀胱感染细菌,那么尿液自然会发生变化。
2:尿路感染:这个是目前较为普遍的疾病,被感染后排出的“尿液”是带有异味的。
3:糖尿病患者:这个不用多说大家应该都明白,糖尿病患者的“尿液”就说不上干净了,这种情况也会使得“尿液”腥臭。
4:与空气中的细菌发生变化,“尿液”排出体外之后那它就不在干净,它会感染到外界的细菌微生物,出现臭味在所难免。
在“尿液”无菌的情况下,与生殖共用一个器官并不冲突,它并不会给“生殖器官”带来压力与麻烦,这一点请悉知。
说到这里可能还有部分朋友不是很理解,既然雄性的“生殖器官”与排泄系统不冲突,那为何人类女性的排泄系统与“生殖器官”是相互独立的呢?
这又是怎么回事?如果真的不冲突,那女性为何没有与男性一样“共用生殖器官”呢?
大家可能忽略了一个很重要的问题。
男性的排泄系统与“生殖器官”共用是没问题,但女性却不行。女性担任了人类繁衍后代的主要职能,女性在产下胎儿与来“月经”都需要通过“生殖器官”,平时每个月“生殖器官”都会有月经周期,这个时候最容易发生感染的,其次在怀孕之后“生殖器官”有着非常重要的职责,此时万万不能有其他差错。
假设排泄系统与“生殖器官”共用,那女性的“月经期”与生产胎儿该怎么办?
男性这这方面与女性有着本质上的区别,虽然男性“生殖器官”与排泄系统共用,但男性并无“月经”与生产胎儿的能力,这就意味着男性不必担心感染问题,从进化上来说就没必要,现在已经是最优选择。
女性的“生殖器官”与排泄系统单独分开,这并不是说女性在进化过程中优与男性,不论是男性还是女性,他们都同属一个物种,在同一个物种下面的进化是“互补”的,不存在优劣之说。
同一物种,不同性别之间的差异是互补,是生物繁衍生息的自然选择,人类从在地球上出现发展至今,据相关的化石考古资料显示,距离如今不过百万年时间,人类有文明记载不过几千年时间。
这百万年的进化,从非洲南方古猿到直立人,从直立人到匠人、智人,以及如今的现代人,人类的生殖方式不比其他哺乳动物高级到哪里去,甚至可以说地球上的哺乳动物都是大同小异的。
雄性哺乳动物都是“生殖器官”与排泄系统共用,雌性哺乳动物则多进化出了单独的排泄系统,这是“性别”间的区别,与优劣无关。
不少动物甚至“生殖、排泄、排遗”都共用一个器官如一些软骨鱼类、两栖动物、鸟类。
这些动物相对于人类等哺乳动物来说就有些“低级”了,这种三类共用的器官又被称之为“泄殖腔”。
这种“泄殖腔”其实是生物发展早期的腹面结构,雌性与雄性的“性腺”是一样的,在没有雄性的情况下会演变成为雌性,如果雌性胚胎在发育过程中有雄性激素,那就与随着雄性激素分泌而改变。
不知道大家有没有发现一个问题,那就是存在“泄殖腔”的动物有大半都是“卵生动物”,包括我们家里有“鸡、鸭、鹅”都是如此,鸡鸭鹅在没有雄性激素的情况下它们也会产蛋,但这些蛋都没办法孵出后代。
虽然这些动物都是“泄殖腔”,但能够产蛋的动物是不会担心细菌感染的,它们的后代都有壳保护着,这与哺乳动物是有本质区别的。
“哺乳动物”都是体内繁衍,知道胎儿成熟后才会产出体外,如果哺乳动物也有“泄殖腔”,那这对后代的繁衍是不利的,有可能因为细菌微生物的感染,直接减少“后代”的成活率。
谁进化得更加完美,在不同的物种之间更加能够体现,如果与鸡鸭鹅这些动物相比,作为哺乳动物的人类,这种进化方式已经算是很完美的了。
地球上曾经出现过无数生物,也曾经灭绝过无数生物,生命大灭绝后有生命大爆发,与人类一样的哺乳动物在生命大爆发后选择了这样一条进化之路,我们不能说它完美,但就目前来说它是最佳方案,是生物进化过程中逐渐遗留下的。
大自然的进化是“优胜劣汰、适者生存”,哺乳动物想要继续繁殖下去,那必然会进化出一种与环境配套的生存方案,哺乳动物的雄性进化出了“生殖器官”与排泄系统共用,最大程度适应新的环境。
而具备泄殖腔的动物则进化出了“壳”,以壳来保护后代,这都是大自然的生存方式,每个都有自己的优势,没有什么最好一说,都是为了生存而已。
在生命大爆发之初,动物之间是不存在“雌雄之分”的,也没有什么“生殖器官”,现在所谓的“生殖器官”都是后来漫长岁月逐渐演化而成的,生命诞生之初,“无性繁殖”是常态,也是主流方式。
现如今,依旧还有不少的动物保留了百万年前的繁殖方式,无性繁殖亦或者“雌雄同体”都是存在的,哺乳动物、卵生动物都是生物进化体系下的分支。
结语:哺乳动物能够从百万年前生存到现在,就证明它们的进化方式没有错,雄性“生殖器官”与排泄系统共用是可行的,如果不可行早就淘汰掉了。
或许在未来这不是最优选择,但至少现在没有更好的代替方案,这也是动物包括人类在进化过程中的保留,既然保留下来,那证明它就是当前比较好的选择了。
想要进化出其他排泄系统,或许这需要环境与使用功效的彻底改变才行,当自然繁殖出现了阻碍,生命为了继续生存下去,自然会发生改变。
为什么很多雄性动物包括人类都是排泄和生殖共用一个器官,有没有更优的方案?
提问者的这个问题本身就是错误的!人类的排泄系统与生殖系统并不是同一个器官。首先,人类的消化道的排泄口是单独的,即经直肠、肛门排出,与生殖道并不相通!即便是女性,也仅仅是相对比较靠近而已,同样是不相通的。在女性方面,尿道、阴道、肛门虽然位置靠得比较近,但却是完全不同的三个出口,并不存在“同一个器官”之说。小便是经过尿道排出的、大便是经过肛门排出的,而生殖方面则是通过阴道进行的,女性无论是性交还是分娩,都与尿道和肛门无关。
再说提问者提到的“雄性”。男性的尿道与生殖道的确有重合部分,精液也的确是经过尿道排出的。但是,这并不代表男性的生殖系统和泌尿系统就是“同一器官”,二者共用的只是泌尿系统位于前列腺以下的部分。精子通过输精管与精囊腺分泌的精囊液以及前列腺分泌的前列腺液汇集后进入射精管,之后才会通过尿道排出。泌尿系统在前列腺以上的部分、准确讲应该是在射精管与尿道前列腺部连接处以上的部分,与生殖系统是完全不同两套东西。再说简单一些,男性的生殖系统仅仅只是借助于尿道这个现成的“管道”将精液排出而已,其余的与泌尿系统并没有什么关系。
至于为何要共用一个通道,其实不难理解。如果男性尿道与生殖器官分离,就等于是男性必须长出两个阴茎,会阴部就那么大的地方,怎么摆位置?当然,也可以像女性那样、不经过阴茎而直接由尿道口排出,可这不是多此一举吗?明明一个器官就可以解决,非要分成两半?无论人类是进化而来、还是被“造物主”造出来的,人类身上都没有冗余器官,包括被很多人认为“没用”的阑尾!换言之,人类是一个相当精细的系统,是没有真正多余、没用的器官的。明明可以一条尿道就可以解决问题,又为何要将尿道与生殖器官分开呢?岂非脱了裤子放屁?
在某些低等动物、如鸡鸭鹅等身上,排尿、排便、生殖都是通过同一个“器官”实现的,叫做泄殖腔。但泄殖腔也仅仅是开口处合在一起而已,在动物体内的各个系统依然是分开的。说白了,也同样是共用了一个开口而已,里面也是分开的。但人毕竟是高等动物,让人类大小便和生殖都通过一个孔洞来进行,恐怕没有谁能受得了,那不得恶心死?
为什么很多雄性动物包括人类都是排泄和生殖共用一个器官,有没有更优的方案?
我是教过生物的。你这个问题本身就有问题。什么"许多雄性动物包括人类都是排泄和生殖共用一个器官"。它们共用的器官是什么?所以不懂不能乱问。
什么是排泄?排出体内新陈代谢产生的废物如水、二氧化碳、尿素、尿酸都叫排泄。皮肤出汗能排出水、尿素、尿酸、无机盐,所以皮肤算排泄器官;肺能排出二氧化碳、水蒸气,所以也算排泄器官;肾脏能形成尿,也是排泄器官。
当然,我知道题主的意思指的是哺乳动物的阴茎。对于其它低等动物的生殖方式五花八门,我们只谈谈哺乳动物和人类的生殖器官和排泄器官。
雄性的生殖器官包括睾丸、前列腺、精囊腺、输精管,排尿的器官包括肾脏、输尿管、膀胱、尿道。所以,排泄和生殖并没有共用一个器官,只是一个出口而已。
就算你说的共用一个出口的话,已经是最优的方案了。这是在动物进化过程中的最优方案了。你难道还有更优方案吗?
曾有一个笑话说,人的生殖太神秘太麻烦所以造成强奸事件时有发生。如果生殖器官在手上,一握手受精完成岂不是简单多了。如果生殖器官在手上有出口,那么睾丸等放在哪里,即使放在腋窝里,到手部的路径也太长了吧。如果都放在手上,那手的劳动功能又如何实施。
所以,现在方案就最优,没有更优方案。
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