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標題: [自然百科] 大象的鼻子為什麼會那麼長?為了能潛水呼吸 [打印本頁]

作者: dxb    時間: 2010-5-23 08:56 AM     標題: 大象的鼻子為什麼會那麼長?為了能潛水呼吸

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現存的3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。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裏吃,用它吸水(一次能吸14升)喝或衝澡,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,能遊幾個小時,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。那裏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0mmHg。這樣,在肺的底部,壓力從 0mmHg突然增加到大於150mmHg。

    肺的表面上包裹著兩層薄膜,叫做胸膜。裏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。胸膜腔裏有一些漿液,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,裏面有毛細血管,在水深2米時血壓超過了150mmHg。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0mmHg,一邊是150mmHg,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。胸膜裏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釐米,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5000萬年前的莫湖象,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裏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。
作者: AtpQuQ5    時間: 2010-5-23 11:41 AM

嗯,按這個觀點考量就是鼻子不夠長的大象進化過程中都淹死了,哈哈
作者: bklim38    時間: 2010-5-23 02:53 PM

谢谢搂主详细的解说。
作者: acmi46    時間: 2010-6-3 08:53 PM

只知道大象鼻子可以像人類的手一般使用
也知道大象愛玩水  卻不知鼻子還有這種功能啊................
作者: yoyoyeoh    時間: 2010-6-6 12:17 PM

读了之后很惊叹
这么多年来都不懂那长鼻子真正的进化原因!
作者: -KanE_    時間: 2010-6-8 11:16 AM

鼻子當成吸管喔
作者: kstan337    時間: 2010-6-8 04:39 PM

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