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昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 6 肢的哺乳动物?

卡卷网6个月前 (02-24)每日看点98

这个问题其实有点意思,因为其隐藏了一个很基础但是极有意义的生物学问题,那就是:

一个物种的性状都是从哪来的?(为什么一个物种有那些形态、生理、结构特征呢?)

答案也并不复杂:每个物种的性状都可以被粗略地分成两大类,祖征/始祖性状(plesiomorphy)和独立演化性状(Independently Evolved Trait )


以鸟类为例,所有的鸟类都是没有牙齿的,取而代之的,则是坚硬的喙(beak)

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第1张

https://www.allaboutbirds.org/guide/Blue_Jay/id

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第2张

https://www.animalspot.net/woodpecker

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第3张

厉不厉害你鸡哥 https://jp.pinterest.com/pin/603060206350171080/

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第4张

https://pokemon.fandom.com/wiki/Osh%C5%8D-kun

↑看出来了吗?鸟类是没有牙齿的

鸟类是由一支小型恐龙进化而来的,而作为鸟类老祖宗的恐龙是有牙齿的。这支恐龙在朝着鸟类演化的过程中,于某一节点失去了牙齿,取而代之的是喙,而从这一节点(始祖)开始,后续演化出的所有物种,都继承了来自这一节点(始祖)的相同性状(喙)

于是喙便成了这些物种的祖征/始祖性状,而这些来自同一始祖的不同后代物种所共享的相同始祖性状,便是同源性状(Homologous Trait)

——喙、翅膀、羽毛、胸龙骨、空心骨…这些众多鸟类共享的性状,正是它们的始祖性状和同源性状,也是它们演化自同一始祖的证据


与此同时,鸟类虽然都有喙,但是喙的结构却是不同的

因为生活的环境不同,取食的食物不同,不同鸟类的喙存在显著的结构不同

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第5张

https://x.com/Bacon12John/status/1754409219149938947

以上图为例,图中的鸟类从左到右从上往下的食性依次为:杂食性、捕捉昆虫、表面掠水捕食、扫割式取食、食谷、食针叶树种子、探取型、滤食、食蜜、食果、空中捕鱼、追逐捕鱼、凿刻、抄网捕捞、腐食、掠食

而这些鸟类也因为食性的不同,独立演化出了结构不同的喙

在这个情况下,喙作为整体,是所有鸟类的始祖性状和同源性状,而不同鸟类结构不同的喙,则是不同鸟类的独立演化性状

而每个物种的性状,都是由始祖性状和独立演化性状加起来构成的

——每个物种都有从始祖那获得的始祖性状,也有自己独立演化出来的性状


回到问题本身,昆虫是昆虫纲(Insecta)下所有生物的统称,而昆虫纲和内口纲(Entognatha)合在一起,则会形成六足总纲(Hexapoda,或六足亚门)

而如字面所示的那般,六足总纲几乎所有物种都有六条腿(三对足),而六条腿正是六足总纲所有物种来自同一始祖的始祖性状和同源性状

——因为祖先是6足,昆虫们继承了祖先的这一性状,于是大家都长六条腿了

只是极少数的物种,比如捻翅目的雌性成虫没有腿,比如蛱蝶科的成虫四条腿,而少数这些不是六足的特征,便是这些少数昆虫的独立演化性状

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第6张

https://www.britannica.com/animal/insect

↑几乎所有昆虫都是6条腿

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第7张

https://www.peoriamagazine.com/article/plight-worlds-favorite-insect/

↑蛱蝶科的帝王蝶只有4条腿,蛱蝶普遍第一对足退化


与此同时,哺乳纲、两栖纲、爬行纲等加在一起,组成了四足总纲(tetrapod,或者叫四足类)

而如字面所示的那般,四足总纲几乎所有物种都有四条腿(双手双腿),而四条腿正是四足总纲所有物种来自同一始祖的始祖性状和同源性状

——因为祖先是4足,哺乳动物们继承了祖先的这一性状,于是大家都长四肢了

只是极少数的物种,比如爬行纲的蛇类和两栖纲的蚓螈等没有腿,而少数这些不是四足的特征,便是这些少数四足类的独立演化性状

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第8张

https://animalfact.com/tetrapod/

↑四足类(鸟类有双翅和双腿)

昆虫很多都是 6 足,为什么没有进化成 肢的哺乳动物?  第9张

https://www.pinterest.com/pin/527695281332540983/

↑帅气的角树蝰,蛇类失去腿是独立演化的性状


最后,理论上说,昆虫也完全有可能长4足(比如蛱蝶),哺乳动物也有可能长6肢(目前还不存在),但这些性状无法靠通过始祖遗传,只能靠——突变

然而突变是随机的,指望四肢的哺乳动物突变为六肢的同时,还保持很强的竞争力,使得六肢性状得以保存下来…确实是有些难了

所以目前为止,6足的昆虫和四肢的哺乳动物,依旧占统治地位,而它们的这些特征,都是从始祖那遗传而来的


以上!

©犬君拌汪酱 知乎认证生物学、动物学、昆虫学优秀答主,快来关注这条人畜无害的生态狗吧!!!

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