有好奇的網(wǎng)友提問:雞蛋殼是如何進化出來的,為什么那么容易碎?
其實,大自然有非常堅硬的“類雞蛋”東西,就是植物的種子,有一些植物的種子可以堅硬到難以想象。
之所以一些植物的種子如此堅硬,主要是因為這些種子需要長距離、長時間傳播,而在傳播過程中,它可能需要經(jīng)過動物嘴巴咀嚼,腸道洗禮,石頭撞擊....等等一系列外力影響。
?aussiegall
那動物的蛋呢?
它只是一個培育胚胎的場所,動物沒必要隨意轉(zhuǎn)移傳播它,也不會長期保存它,所以它不需要太過于堅硬。
當然,對產(chǎn)下硬殼蛋的動物來說,還有其它一些因素,讓蛋變得更堅硬會沒有太多價值!
動物的蛋是怎么來的?
大約3.9億年前,那時節(jié)肢動物和植物早就已經(jīng)在陸地上建立生態(tài)系統(tǒng),而一群勇敢的肉鰭魚才剛剛想要向陸地發(fā)起了挑戰(zhàn)。
隨著時間的推移,這些進入陸地的魚的四肢變得越來發(fā)達,呼吸空氣變得越來越游刃有余,但是它們只能在水體周圍活動,因為它們的卵無法在沒有水的地方發(fā)育。
直到大約在3.12億年前,一批半水生的魚(或者稱為兩棲動物)開發(fā)出一種全新的卵,它們用一層膜將胚胎包裹起來,給胚胎提供一個水環(huán)境。
這個膜就是羊膜,而這種卵就是羊膜卵。
羊膜卵是脊椎動物史上最偉大創(chuàng)新之一,它讓魚第一次真正能夠離開水,在完全沒有水的地方建立巢穴,在那里產(chǎn)卵,幼體在卵里面發(fā)育,孵化后也不需要回到水里。
這群通過羊膜包裹胚胎的動物就是羊膜動物,包括所有爬行動物,所有的鳥類,所有的哺乳動物,以及早已滅絕的恐龍,所有真正適應(yīng)陸地的脊椎動物都是屬于羊膜動物。
最初羊膜動物產(chǎn)下的卵,和我們現(xiàn)在吃的雞蛋不同,它外層是革質(zhì)的,堅韌柔軟的,而不是堅硬的,也就是軟殼蛋。
其實,現(xiàn)存大部分爬行動物依然產(chǎn)下的是軟殼蛋(有一些也演化出產(chǎn)硬殼蛋),而鳥類和鱷魚只會產(chǎn)下硬殼的蛋。
硬殼蛋在大約2億年前出現(xiàn),最早進化出硬殼蛋的可能是恐龍,然后被多次獨立進化,其實鳥類只是傳承了恐龍的這一特征,并不是它們自己獨創(chuàng)的,以前的分類學家喜歡將硬殼蛋作為分類鳥類的標準之一,現(xiàn)在看來也不是很合適。
硬殼蛋為什么沒有更硬?
硬殼蛋給胚胎提供更好的保護是它主要的優(yōu)勢之一,它其實已經(jīng)足夠堅硬了,因為它并不是為了防止我們敲擊蛋殼,而是防止那些無處不在的節(jié)肢動物和體型較小的哺乳動物偷吃。
您想想恐龍的體型,以及它們產(chǎn)下的蛋能有多大的尺寸,在恐龍時代,哺乳動物的體型整體偏小,那些真正會偷蛋的哺乳動物,根本就無法啃食較大的恐龍蛋。
硬殼蛋的另外一個優(yōu)勢是,它可以有效減少水分的蒸發(fā),這讓硬殼蛋動物可以將蛋產(chǎn)在更廣泛的棲息地內(nèi),比如干旱地區(qū),這是軟殼蛋無法突破的極限。
由于硬殼蛋大大提升了羊膜動物的繁殖成功率,以及對陸地的征服能力,所以可以說硬殼蛋也是羊膜動物進化的里程碑之一。
至于蛋有沒有必要變得更堅硬?很難說,但可以肯定是,讓蛋變得更堅硬動物的收益只會越來越小——因為能防的動物普通硬殼蛋就能搞定,而不能防的動物你繼續(xù)提升硬度也無濟于事。
?Suphaya Wachiraboworntham
另一方面,蛋硬度的提升不僅像您提到的那樣會影響雛鳥出殼,它其實還有許多其它負面影響,比如影響胚胎呼吸,母體的營養(yǎng)等等。
每一枚蛋上都有許多小孔,這些小孔是用于呼吸的,而它也會讓蛋變得更脆,如果一味提升硬度肯定影響小孔,并影響胚胎呼吸。
總之,不斷提升蛋得硬度,對動物來說它的收益會越來越小,而付出的成本會越來越大。
?belekekin
最后再說一個,關(guān)于硬殼蛋我知道事實,就是硬殼蛋是一條不歸路!
蛋的營養(yǎng)豐富,沒有逃跑和反擊能力,妥妥的“能量罐”,可以說是動物夢寐以求的食物,所以它怎么演化都會被不懷好意的其它動物偷取。
不過有一個解決方案,就是卵胎生,或者直接變成胎生,將胚胎一直攜帶在身上(這也會帶來一些問題,比如母體的生存能力會下降)。
其它羊膜動物,甚至是魚類、兩棲類都有走向卵胎生和胎生的群體,但是據(jù)我所知,硬殼蛋動物(鳥類和鱷魚)從來沒有走向這條路。
可能硬殼蛋的堅硬外殼讓卵胎生成為不可能,也可能硬殼蛋帶來的繁殖成功率太顯著了,以至于被偷幾個蛋不值一提,總之它是一條不歸路。
參考:
- [1].https://bio.libretexts.org/Workbench/BIOL-11B_Clovis_Community_College/16%3A_Reptilia/16.01%3A_Evolution_of_Amniota
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