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旋齿鲨:生物在进化的过程中为什么没有进化出轮子?

编辑:sqxzgg 时间:2022-05-10 来源:人人爱宠物网

类似轮子的结构还是有的,轮子作为工具,运动和切割是最主要的功能,我们各举一例旋齿鲨!

旋齿鲨:生物在进化的过程中为什么没有进化出轮子?

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神秘诡异的旋齿鲨旋齿鲨,用螺旋锯齿切割硬壳~

旋齿鲨:生物在进化的过程中为什么没有进化出轮子?

旋齿鲨是一种古老的软骨鱼类旋齿鲨,生存于距今约二亿至三亿年前的二叠纪至三叠纪。由于其螺旋状牙齿的内部结构和现代鲨鱼类似,所以被古鱼类学家划分在了鲨类。

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或许从现在的眼光来看旋齿鲨,旋齿鲨剑走偏锋很是另类,但实际上它们当时非常普遍。作为软骨鱼类,要留下完整化石结构几乎不可能,但即使这样,本世纪之前,古鱼类学家就已经描述出了旋齿鲨科的11个属、30多个种,这是一个多么繁盛的大家族!

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关于旋齿鲨的圆形下巴如何运作问题,国际上一直争议不断旋齿鲨。因为从形状上来看,下巴好像可以旋转,但实际上不能。所以,一度以为这样的螺旋锯齿是长在上颌用来撞击猎物或者抵御天敌的;或者是当鞭子一样使用,甩出去抽打并勾住猎物;要不就是模仿当时海洋里非常普遍的一种动物菊石↓,来诱捕猎物。

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直到1975年的春天,在海拔4600米的珠峰上发现中国旋齿鲨珠峰种,这个问题才迎刃而解。因为珠峰的旋齿鲨标本,很好的保存了脑颅眶前部分,从而得以推测出它嘴巴的大致形状;而旋齿齿列的两侧,还生有碾压型的侧齿。由于侧齿的性质,它很可能是以带壳的无脊椎动物为食,所以长在下颌当中的齿列,就应该用来锯开硬壳或切断较大食物的。

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反过来我们再看旋齿鲨的名字——“Helicoprio”。“Helico”,在希腊语中是“螺旋形的”或者“环状的”意思,而“prion”的是意思是“锯子”,所以“Helicoprio”就是环状的锯子,起得还真是合适啊,不管是形状、还是功能。

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如果有比切割作用的轮子更复杂的,那一定是齿轮了!

齿轮在人造世界中无处不在,正因为有了齿轮的存在,人类才创造出各种各样的精密器械,从而推动人类社会飞速发展。然而,剑桥大学动物学系的教授马尔科姆·伯罗斯(Malcolm Burrows)和格雷戈里·苏顿(Gregory Sutton),却在一种小动物身上找到了齿轮的原型,虽然是已经发现的唯一一例动物运作齿轮的实例,却足以人类让人类不再敢自以为是了。

进化出精密齿轮结构的动物叫伊苏斯飞虱(Issus coleoptratus),它们不会飞,但非常擅长跳跃。其跳跃能力突出的原因,就是对齿轮的高效利用。剑桥的两位科学家发现,伊苏斯飞虱的后腿,在被称为转节的节段上,有一个弯曲的狭条,狭条上分布有10-12个轮齿。而连接两只后脚的齿轮结构是互相嵌合的,作用是飞虱起跳时能让两腿在齿轮作用下保持同步。

经过齿轮同步后,飞虱起跳时两脚动作差距缩小到只有30微秒,而1微秒=1/1000000秒,如此对称的动作,是神经传导所达不到的。但因为齿轮结构的存在,协调两腿同步的工作就不需要了,飞虱只需要传递出肌肉产生相同力度的神经信号,这样一条腿跳起,齿轮自动就带起另一条腿,从而达到动作的神同步。

然而,齿轮结构要在生命体中作为官能结构一直存在,依然是奢侈的,即使是伊苏斯飞虱,也只是在“青少年时期”才有。一旦若虫完成最后一次蜕变成为成虫,就不再拥有齿轮结构了。

飞虱卸载精妙齿轮结构的原因不明,不过研究者认为,齿轮结构对完好度要求极高,一旦一个轮齿坏掉,整个结构就无法运作。若虫时代还有蜕变可以修复齿轮,变成成虫后就不再脱皮了,也就无法修正齿轮了,是齿轮的结构缺点决定的。

最后,进化出轮子代替腿来运动,会怎么样呢?

题主或许是受交通工具的启发,才有次一问。但自然界没有平直坚硬的路面,而滚动阻力却会随着路面变软或者坑洼不平而增加;更别说自然界多是轮子无法翻越的垂直障碍了,让越野车和马,一起参加马术障碍赛,画面太优美,我已不敢想象~

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