为什么脊椎动物必须牺牲四肢才拥有翅膀,而昆虫的飞行却不用?( 二 )


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图源:Takuma-sa
动物的身体结构是由同源盒结构基因控制的 , 这些基因调节细胞分化和特化的工作方式 , 决定眼睛放在哪里 , 腿和手又该放哪里…...
可以说 , 我们每一根骨头 , 每一个器官的安放在基因层面是老早就决定了的 。
在哺乳动物中 , 同源盒结构基因的突变通常是致命的 , 它可能导致心脏等内部器官长到体外 , 所以这类基因突变的胎儿一般都无法成功生产 。
为什么脊椎动物必须牺牲四肢才拥有翅膀,而昆虫的飞行却不用?
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昆虫有一个简单分节的身体结构 , 它们的祖先就像现在的千足虫一样 , 身上有许多结构相同的身体构造 。
现在的昆虫看起来好像只被分成了三节——头部、胸部和腹部 , 但其实每一个部分都有许多节组成 。
为什么脊椎动物必须牺牲四肢才拥有翅膀,而昆虫的飞行却不用?
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比如 , 胸部就被分成三节 , 昆虫的三对腿其实就是在胸部每节上各长一对的 , 另外翅膀也是在胸部的第二和第三节上各一对的 。
为什么脊椎动物必须牺牲四肢才拥有翅膀,而昆虫的飞行却不用?】昆虫头部和腹部现在都没有腿和翅膀 , 但其实它们也是分节的 , 我们前面提到的口器和触角都是从每一节的腿进化来的 , 所以都被叫作附肢 。
为什么脊椎动物必须牺牲四肢才拥有翅膀,而昆虫的飞行却不用?
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图注:这些触角、口器以前都是腿
这种重复简单的身体计划 , 在基因表达时 , 从一节中添加或删除一些东西是非常容易的 , 因为同源盒结构基因在每个节中都相似 , 它可以在不影响其它节的情况下完成 。
而脊椎动物 , 同源盒结构基因一旦突变就会出现难以补救的后果 , 所以只能在原有基础上进行整改 。
为什么脊椎动物必须牺牲四肢才拥有翅膀,而昆虫的飞行却不用?
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最后
昆虫真的就像一个小机器一样 , 它们的身体最初是由一些结构相似的部分组成的 , 这种简单的身体结构就是它们在进化方面有着超强的创新能力的原因 。
而脊椎动物已经复杂到难以更改 , 你可以想象一下 , 如果我们要添加一条手臂的话会怎么样?
我们可能需要延长一些骨骼提供手臂的雏形 , 然后还要完全改变肩骨安放新手臂 , 另外还要彻底改变肌肉……
为什么脊椎动物必须牺牲四肢才拥有翅膀,而昆虫的飞行却不用?
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要改变这么多东西靠基因突变几乎是不可能完成的 , 因为控制的基因太多了 。
如果说昆虫在进化上相对低级的话 , 那么进化本身肯定更加偏爱低级的动物 , 因为这些动物可塑性更强 。
而那些更高级的动物往往可能会用完进化的潜能 , 最终进入死胡同 。