大象的鼻子为什么那么长

Question

大象的鼻子为什么那么长

Answer 1

自然法则,优胜劣态!
长鼻子当然是从短鼻子进化来的.根据自然选择学说,大象祖先的鼻子变得越来越长,是因为长鼻子对它们的生存有优势.那么,大象的长鼻子有上述这么多的用处,究竟哪一个是促进它进化的关键呢?
如果我们人也给自己装一个像象鼻子那么长的通气管,是不是也能像大象那样潜那么深呢?一头非洲象的肩高可以超过4米,但它被水淹没时,它的肺底部距离水面大约是2米,在这个深度要承受大约150毫米汞柱（mmHg）的水压.那里的血管的血压必须比这还高,不然就没法把血液灌注给其他组织了.但是肺通过长鼻子通到了水面,肺泡的压力接近大气压,是0 mmHg.这样,在肺的底部,压力从0 mmHg突然增加到大于150 mmHg.
肺的表面上包裹着两层薄膜,叫做胸膜.里面那层膜紧贴在肺上,叫脏胸膜.外面那层贴附在胸腔内面,叫壁胸膜.两层膜之间是一个密闭的腔隙,叫胸膜腔.胸膜腔里有一些浆液,起到润滑作用,减少呼吸时的摩擦.胸膜只是薄薄的一层细胞,厚度只有30微米,里面有毛细血管,在水深2米时血压超过了150 mmHg.而胸膜腔的压力接近大气压.也就是说,此时胸膜毛细血管的压力一边是0 mmHg,一边是150 mmHg,血管将会破裂!即使给我们人安一个长鼻子,也没法像大象那样潜水,否则会导致内出血.
那么为什么大象安然无恙呢?早在1681年,都柏林一位医生在解剖一头被烧死的大象时,发现有一点很奇怪：看不到大象有胸膜腔.以后的研究也证实了,在大象的两层胸膜之间,充满了结缔组织,只不过这些结缔组织比较松散,所以呼吸时还是能够滑动.大象的胸膜也由厚实的结缔组织组成,厚达500微米.胸膜里的毛细血管被厚厚的结缔组织保护起来了.这样就避免了大象潜水呼吸时发生血管破裂.同样,为了避免在潜水呼吸时导致肺部下面的横隔膜破裂,大象的横隔膜非常厚,厚达3厘米,比其他哺乳动物的厚得多.
如果对大象来说,潜水呼吸只是像现在这样偶尔为之,值得对身体构造如此大动干戈吗?在大象进化的早期,潜水呼吸必定对它们的生存极为重要,重要到它们的身体结构必须出现相应的变化才能繁衍下去.大象的祖先很可能是生活在水中的.
解剖结构和它的发育过程也和海牛目动物很像,都是水生动物的特征.另一种办法是找到大象祖先的化石.已经发现的古象化石有400多种,其中最古老的是生活在大约5千万年前的莫湖象,也叫始祖象.始祖象像猪那么大,形状像现在分布在东南亚和美洲的貘,有一个向前突出的鼻子.貘生活在热带丛林的河流和沼泽中,善于游泳和潜水.始祖象的化石是在埃及北部的沙漠中发现的,但是在几千万年前那里覆盖着亚热带雨林和沼泽.有很多证据表明始祖象就生活在河流或沼泽中,以水生植物为食.和始祖象差不多同时的其他古象也是如此.以后随着气候变化,森林消失,河流、沼泽干涸了,才迫使大象改为到陆地生活,但祖先的遗产则继承了下来.大象的鼻子为什么那么长?这个问题的答案有点出乎意料,但是很合理：为了能潜水呼吸.长鼻子其他对现在的大象更有用的功能,都是后来衍生出来的.2010.5.17.（《中国青年报》2010.5.19）