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大象的鼻子為什麼那麼長

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iamcaibird 發表於 2010-5-20 13:08 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
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                          大象的鼻子為什麼那麼長?

                                ·方舟子·

    現存的三種大象(亞洲象、非洲叢林象和非洲森林象)自己組成了哺乳動物
的一個目——長鼻目,那條長長的鼻子是大象最引人注目的特徵。大象的鼻子就
像人的手一樣有用,大象用它來抓住食物送到嘴裡吃,用它吸水(一次能吸14升)
喝或沖澡,用它當武器鞭打或拋擲敵人,用它擦眼睛,用它向情敵示威,用它相
互愛護、打招呼,比如兩頭大象見面時會相互握鼻子,就像人見面握手一樣……

    長鼻子當然是從短鼻子進化來的。根據自然選擇學說,大象祖先的鼻子變得
越來越長,是因為長鼻子對它們的生存有優勢。那麼,大象的長鼻子有上述這麼
多的用處,究竟哪一個是促進它進化的關鍵呢?

    大象的鼻子還有一個平時不會用到的作用。大象有時要橫渡河流或湖泊,這
時它會在河底或湖底走,即使河水、湖水很深,深到把它淹沒了,也難不倒它,
因為它可以把鼻子伸到水面上呼吸,就像一根通氣管。其實大象也是游泳高手,
能游幾個小時,本來不必用這麼笨的方法過河,這似乎反映了它的某種本能。大
象即使在游泳時,也喜歡高舉著鼻子。據推測,尼斯湖「水怪」就是一頭在游泳
的馬戲團大象,它高舉的鼻子被當成了怪物的頭和脖子。

    如果我們人也給自己裝一個像象鼻子那麼長的通氣管,是不是也能像大象那
樣潛那麼深呢?一頭非洲象的肩高可以超過4米,但它被水淹沒時,它的肺底部
距離水面大約是2米,在這個深度要承受大約150毫米汞柱(mmHg)的水壓。那裡
的血管的血壓必須比這還高,不然就沒法把血液灌注給其他組織了。但是肺通過
長鼻子通到了水面,肺泡的壓力接近大氣壓,是0 mmHg。這樣,在肺的底部,壓
力從0 mmHg突然增加到大於150 mmHg。

    肺的表面上包裹著兩層薄膜,叫做胸膜。裡面那層膜緊貼在肺上,叫臟胸膜。
外面那層貼附在胸腔內面,叫壁胸膜。兩層膜之間是一個密閉的腔隙,叫胸膜腔。
胸膜腔里有一些漿液,起到潤滑作用,減少呼吸時的摩擦。胸膜只是薄薄的一層
細胞,厚度只有30微米,裡面有毛細血管,在水深2米時血壓超過了150 mmHg。
而胸膜腔的壓力接近大氣壓。也就是說,此時胸膜毛細血管的壓力一邊是0 mmHg,
一邊是150 mmHg,血管將會破裂!即使給我們人安一個長鼻子,也沒法像大象那
樣潛水,否則會導致內出血。

    那麼為什麼大象安然無恙呢?早在1681年,都柏林一位醫生在解剖一頭被燒
死的大象時,發現有一點很奇怪:看不到大象有胸膜腔。以後的研究也證實了,
在大象的兩層胸膜之間,充滿了結締組織,只不過這些結締組織比較鬆散,所以
呼吸時還是能夠滑動。大象的胸膜也由厚實的結締組織組成,厚達500微米。胸膜
里的毛細血管被厚厚的結締組織保護起來了。這樣就避免了大象潛水呼吸時發生
血管破裂。同樣,為了避免在潛水呼吸時導致肺部下面的橫隔膜破裂,大象的橫
隔膜非常厚,厚達3厘米,比其他哺乳動物的厚得多。

    如果對大象來說,潛水呼吸只是像現在這樣偶爾為之,值得對身體構造如此
大動干戈嗎?在大象進化的早期,潛水呼吸必定對它們的生存極為重要,重要到
它們的身體結構必須出現相應的變化才能繁衍下去。大象的祖先很可能是生活在
水中的。

    我們怎麼知道大象的祖先是怎麼生活的呢?一種辦法是把大象和其他哺乳動
物進行比較,看哪一種和它的親緣關係最近。通過比較基因序列,人們發現和大
象最接近的是生活在水中的海牛目動物(包括三種海牛和儒艮)。大象的一些解
剖結構和它的發育過程也和海牛目動物很像,都是水生動物的特徵。

    另一種辦法是找到大象祖先的化石。已經發現的古象化石有400多種,其中
最古老的是生活在大約5千萬年前的莫湖象,也叫始祖象。始祖象像豬那麼大,
形狀像現在分佈在東南亞和美洲的貘,有一個向前突出的鼻子。貘生活在熱帶叢
林的河流和沼澤中,善於游泳和潛水。始祖象的化石是在埃及北部的沙漠中發現
的,但是在幾千萬年前那裡覆蓋著亞熱帶雨林和沼澤。有很多證據表明始祖象就
生活在河流或沼澤中,以水生植物為食。和始祖象差不多同時的其他古象也是如
此。以後隨著氣候變化,森林消失,河流、沼澤乾涸了,才迫使大象改為到陸地
生活,但祖先的遺產則繼承了下來。

    大象的鼻子為什麼那麼長?這個問題的答案有點出乎意料,但是很合理:為
了能潛水呼吸。長鼻子其他對現在的大象更有用的功能,都是後來衍生出來的。

2010.5.17.

(《中國青年報》2010.5.19)

(XYS20100519)

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王劍 發表於 2010-5-20 15:28 | 只看該作者
因為要吃嫩的葉子
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隔岸觀火 發表於 2010-5-20 20:37 | 只看該作者
長鼻子當然是從短鼻子進化來的。根據自然選擇學說,大象祖先的鼻子變得
越來越長,是因為長鼻子對它們的生存有優勢。那麼,大象的長鼻子有上述這麼
多的用處,究竟哪一個是促進它進化的關鍵呢?
這個結論下的太早。就沒聽說象是豬變的。倒是感覺,大象跟瑪獴很象,就是毛少一點。但瑪獴的鼻子就大。
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sousuo 發表於 2010-5-20 22:11 | 只看該作者
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匿名  發表於 2010-5-21 04:17
這個,,,主要是大象們要當基督徒。。。。。

不明白?

參見 《皮諾曹》
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匿名  發表於 2010-5-23 05:24
菜鳥為什麼是光頭?

肯定是怕老婆抓小辮子啦!

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隔岸觀火 發表於 2010-5-23 05:36 | 只看該作者
本帖最後由 隔岸觀火 於 2010-5-22 16:38 編輯

大象的鼻子是某樣東西的寫照。耶穌身上就沒有,所以臨上十字架之前,他讓猶大悄悄給祭司送信,一會兒,猶大就把祭司和他的僕人請來的,於是,耶穌的門徒彼得,就割了那人的一隻耳朵。當然,這支耳朵掛在耶穌身上,不能像他旁邊兩個男人那樣上下運動,有點像男人身上掛個奶瓶一樣,不是真的。
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