为什么没有三栖动物?

小小小小人


因为三栖动物不符合进化的规律,我们都知道生命起源于海洋,所以最早的动物都是水生动物,但随着地球环境的不断变迁,当陆地上的植物开始繁茂的时候,一些水生动物就必然会从海洋走向陆地,因为陆地上的食物更多,更能让这些动物们活下去,于是有一些动物就开始走向陆地。

对于这些刚刚走向陆地的动物来说,陆地就是一片未经开发的天堂,因为陆地上不仅食物充足,而且根本就没有天敌存在,所以这些动物为了适应陆地的生活,就慢慢放弃了鳍,蹼,腮等水生器官,转而进化出四肢,毛发,厚实的皮肤等陆地器官,因为这些器官在陆地上更具优势。

但海洋动物在变成陆地动物的过程中,肯定存在一个漫长的过渡期,这个过渡期内动物兼具海生和陆生的能力,所以早期的两栖动物都属于过渡期物种,但随着陆地上的动物越来越多,那些后来的两栖动物就很难在陆地上立足了,换言之今天的两栖动物,已经错过了它们变成陆地动物的最佳时机。

所以从物种演化的角度上来说,两栖动物属于一种进化不完全的物种,它们属于海洋动物到陆生动物的中间阶段,它们也不可能越过陆生动物这个坎,直接进化出翅膀,因为物种的进化,从来都是以生存和繁衍为前提的,而翅膀对于两栖动物来说,根本一点用都没有,所以不可能有三栖动物.....


种植恒星


这个问题有点意思,可以引发一连串的思考。

咱们先回答字面的问题吧。因为三栖的概念是没有且目前无法定义的。

要明白这个,咱们先看看啥叫两栖动物。两栖动物指幼体在只在水中生活,成体可以水中也可以陆地生活的动物。

许多人对两栖的理解肯定被两栖运兵车、两栖明星之类的词带跑了,认为能入水能上岸的就叫两栖,以为水陆空都上就叫三栖了。

咱们再来解释一下为什么这样定义两栖,以及为啥没有三栖。其实两栖是个比较低等的概念,在进化之路上它们是从水中走上陆地过渡阶段。从分类来说,它们属于陆生脊椎动物,因为已经有针对陆地环境的性状,水中生存部分则是源自鱼类祖先。学界普遍认为在泥盆纪后期鱼类开始走上大陆,两栖动物就是在那时起,停在了进化之路上,永远的比其它陆生脊椎动物的低一等。看到这儿,你应该明白了,叫两栖是两个原因:

1.它必须两个栖息地,因为它幼体离不开水!

2.因为两栖是动物进化中的一个中间阶段。

所以我们模仿一下来定义三栖【以下都是脑洞】:

1.它必须有三个栖息地,比如幼年在水中,成长在陆地,成熟在天空。

2.它是陆生向天空进化的过渡生物。

第一个定义比较难达成。因为走上陆地的较高等动物并不是跳过了两栖动物水里发育的过程,只是把这个过程放到了体内(胎生)或者蛋内(卵生)完成。体内能够提供更安全适宜的环境,没有理由在退化回水里。即便演化出这样的性状,也没有理由淘汰掉原有的性状。除非是现在两栖动物直接演化,跳过了陆生动物的过程。

第二个定义就更难了。大家想过没有?鸟都是地面幼体,成年能空中能地面,为啥不说鸟是陆空两栖呢?首先一个问题,有只在水里的鱼,只在陆地的狗,有永不落地的鸟嘛?可见大气无法单独满足生物的需要。其次,飞翔没有在进化树上显现出高级的特点。进化树上哪些高级哪些低级常常是撕逼不断,但是一些概念确实公认的,比如两栖动物比鱼类高级,哺乳动物又比两栖类高级。想过为什么没有?因为确实的给生物带来巨大优势。比如两栖,走上陆地代表更多的食物和更先进的呼吸方式,甚至没有天敌(当鱼刚走上陆地的时候)。那么飞翔呢?大气几乎不具备营养能力。地球的大气密度决定了飞行的限制——每增加一点体重,就需要更大的翅膀。理想状态下临界点就是新增加的体重就等于增大的翅膀的重量,在加上供养翅膀所需要的能量,不难理解号称最大的鹰都相继消失在历史长河之中,吃鱼的企鹅为啥退化了翅膀【当然,我是吃西瓜的

有意思的是,所有飞禽可以获取到的食物,陆地的其它动物也能获取到。可见,飞翔没有给生物带来巨大的演化优势。

主流学界通常认为两栖类一个重要特征是有两种呼吸方式,按照这个思路,鸟还是陆地生物。如果有朝一日,某种动物可以飞出大气层,飞进宇宙,拥有了第三种呼吸方式,倒也是可以算进化了。但是太空里没吃的呀,难道是光能生物或者直接吃星星?╮(╯_╰)╭

来,我们来总结下三栖动物。从两栖冷血类直接进化至飞出大气层。幼时以水为居,少时可以营陆生,成年飞天遁地。疑似以能量为食,追逐雷电,吞云逐日。

你问我存不存在,

少年,你听说过 龙 嘛?



肆意El


这个问题很有意思,从我的理解上,三栖应该是鸭子、天鹅之类的动物。能在水里游,能在陆上走、能在天上飞。但肯定不是这样的,不然就不会问三栖动物了。

三栖动物以前没听说过,所以我们一起先来看一下什么是两栖动物,两栖动物的皮肤裸露,表面没有鳞片(一些蚓螈除外),毛发等覆盖,但是可以分泌粘液以保持身体的湿润;其幼体在水中生活,用鳃进行呼吸,长大后用肺兼皮肤呼吸。两栖动物可以爬上陆地,但是一生不能离水,因为可以在两处生存,称为两栖。

从上文可以知道,两栖动物并不是会游泳又会走路就可以的,而是生理上有许多的不同,首先两栖动物离不开水,也离不开陆地,因为它们需要躲避各种危险。幼年在水中是鳃呼吸,成年到陆地是肺呼吸和皮肤呼吸。那么三栖动物如果存在,也应该是这样,幼体和成年体呼吸方式需要不同,并且海陆空必须都离不开的生活,不能只是偶尔飞行或者偶尔游泳再或是偶尔散散步。经我大量查阅资料发现,没有三栖动物存在。因为这样会导致生物体结构异常复杂,而且会能量消耗巨大。

最简单的方式就是直接在两栖动物身上加上翅膀,发现是一个非常熟悉的动物!

像不像西方龙呢!

谢谢!新年快乐!

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糖糖爱科学


真是个有趣的问题,虽然这是一个科普问题,但实际上牵涉到非常基础的经济学问题。

其实,个别海鸟可以勉强算是水陆空三栖的,例如鹈鹕、鱼鹰等等水禽(鸭科许多游禽只是在水面游动,不能完全算水栖,而鹈鹕之类的至少还可以潜水,虽然只是扑腾一下,跟企鹅的真潜水没法比)。

严格的说三栖动物是没有的,鸟类的“水陆两栖”跟两栖动物的那种水陆间的游刃有余是没法比的。但是,鸟类等所有飞行动物(包括蝙蝠),理论上也都应该被归为“陆空两栖动物”。

那么我们还是回到正题:为什么很难没有三栖动物?简单的答案就是:这不经济。


水陆空哪一种更经济

我记得在回答另一个问题“为什么天空中没有进化出巨型动物?”的时候就详细分析了海陆空的能耗、优势等问题——显然答案也是“这不经济”(实际上中生代曾进化出巨大的翼手龙类)。这里再简述一下:

——最经济的生命形态,显然是水生

这仅仅是因为水的密度更大,浮力可以完全对抗重力以保持生物体在水中的悬停,也就是说生物无需花费任何能量就可以保持这一姿态。陆地和天空就不一样了——在陆地上,动物至少需要四肢肌肉的持续收缩来维持站立的姿势;而在天空,生物则需不断地拍打翅膀来维持悬停——这是最耗能的一种生活方式,以至于几乎很少有生物在其生命周期中能够完全在天空中生活(某些鸟类,可以除了交配产卵和捕食之外,大部分时间都在天空依靠上升气流来维持滑翔)。

上图:不同动物的代谢率(耗氧量,立方毫米/每克体重)

  • 海葵:13

  • 章鱼:80

  • 鳗鱼:128

  • 蛙:150

  • 人:200

  • 小鼠:1500

  • 蜂鸟:3500

不同的栖息方式需要不同的能量消耗,而代谢率则决定了能量的供给能力。如上面所说,海洋生物几乎可以完全不动地生活,这打造了一大批“伺机型”的海洋掠食者;而陆地生物对于运动的需求就高多了,在地面上不动就能生活的动物不多,估计树懒就算比较“极品”的一种,但树懒也得换不同的树枝采食,更需要下到地面排便;而对于飞行的动物来说,典型的就是鸟类,运动量非常大,几乎没有什么鸟会采取“守株待兔”的方式等着猎物自己走上门的,鸟要延续“鸟生”,就得要“勤奋”——起得早,飞得快,动得多。

鸟类的代谢率略高于哺乳动物,虽然不是很明显。一个原因可能是因为鸟类往往比哺乳动物小,而另一个原因在于它们的体温(37.7-43.5°C)略高于哺乳动物(36-39°C),这使得它们需要消耗略多的能量——这两个原因都跟飞行的生理需求相关。

可以说,对于生物来说,能量代谢就是生命的一本“账”,生物体必需达到能量的收支平衡,这是生物的一种至关重要的经济学。


关于生物代谢率

在生物圈中动物的新陈代谢率差别是很大的,因此不同生物的代谢账本的流水速度是不同的。关于这种差异的根本原因的争论颇多,一些科学家认为是生物体所生存的环境以及对应的解剖学结构所致,而另一些则强调生物体在环境中所扮演的生态角色而导致能量需求有所不同。

2007年一项关于海洋动物代谢率的研究发现:在海洋中,低代谢率不是由资源(例如食物或氧气)限制或温度或压力限制造成的,也就是说海洋生物的能量消耗与其在海洋中所处的水深层次没有关系。在相同温度下,深海物种的代谢速度与生态上相似的浅水物种一样快。相反,在光照良好的海洋水域的视觉捕食者往往拥有较高的代谢率,因为它们的运动觅食能力对于生存至关重要。而在视觉捕食受限的情况下,例如黑暗的深海,对于高代谢率的选择则不那么必要,因为这位减少能量消耗提供了空间。

这一项研究说明,海洋给生命提供了一个广阔但多样化的生态平台,但代谢率并不受水深水浅以及一般环境的影响,从一个侧面证实了影响代谢的因素主要是

运动需求(主要是为了觅食)。

水陆空生物体型的动力学特征差异

水、陆、空三种动物体型在动力学方面是有差异的,而且水、空运动方式实际上是类似的(游泳vs飞行),但这两种运动方式为了适应差异巨大的介质导致生物体的体型动力学特征相互冲突。例如飞行需要轻巧的身体和较大的翅膀(更多横向的维度),而潜水游泳则需要更小的水阻因而无需过大的鳍(更多纵向的维度)。

关于这个观点,我们可以从企鹅的体型进化来看。企鹅的祖先应该是某种飞鸟,但潜水导致企鹅的身体变得粗壮稳重,翅膀面积缩小,这已经无法适应飞行。

上图:企鹅的体型

上图:企鹅的翅膀的力学结构变得更像鳍。

为什么三栖是不经济的?

根据前面分析来看,飞行作为一种高效的运动方式,对于代谢率的要求是非常高的。如果某种动物既能水生、又能陆行,还能飞翔那么它将面临两方面的生理矛盾:

  1. 过高的能量代谢模式的不时切换和波动对于生理结构的复杂要求——此生物需要有一种能够快速适应不同代谢率的生理结构,一会儿“动如脱兔”,一会儿“静如处子”,这种能力不是外形的适当修改就能解决的,可能必须在细胞层面来解决。生物体为此付出的发育成本是高昂的——必须要发育出“脱兔”和“处子”的全部代谢特征(⊙o⊙)——要知道蜂鸟为了维持在空中悬停,其心脏的跳动速度超过每分钟1200次,这是高代谢率的代价——从统计学来说,心脏跳得越快,寿命就更短。
    但无论如何,从代谢一点上来说,鸟类是最有希望解决这个问题的,因为它们已经拥有了一个较高的代谢率,降低代谢率比提升代谢率的成本要低得多。在天上飞变成在水上漂,只需要做一件事情——不再扇动翅膀即可,直接落下去。
    但要让鱼飞起来是多么困难——不要跟我说飞鱼,那只能叫滑翔。


    上图:飞鱼的动力学分析

  2. 体型既要适应高密度的水环境下的游动,又要适应低密度的大气环境中的飞行,要什么样的体型才能达成这个呢?我想不到。

总结

水陆空三栖至少在能量代谢和身体动力学结构上存在着内在的逻辑矛盾,很难找到一个恰当的符合条件的形态。当然也可能是见识限制了我们的想象,说不定哪天就冒出来一个新物种分分钟刷新我们的三观呢。


小宇堂


这个问题我们只需分析一下两栖动物便能得出答案。众所周知,生命的起源是源于原始海洋的,也就是水生,当环境不断变化,陆地上有了越来越多的资源,而海洋中的竞争也变得越来越激烈,于是便有一些动物试图上岸捕食,而两栖动物便是这样产生的。它们相较于水生动物有更好的陆生能力,而相较于更加进化的爬行动物,它们的陆生能力还是较局限的。

正是因为如此,两栖动物的生活环境多是在水边。因为在水里它比不上水生生物,在陆地上又不如爬行动物。也就是说,这是环境选择的结果,它们的这种构造是适合水陆交替的环境的。再看那些比较进化的爬行动物,它们为了更好的适应陆地生活,进化出了更加厚实的鳞片,更加粗壮的四肢。但这些“进化”却不利于它们在水里生活,这便是取舍。想要更好的营陆生生活,只有抛掉流线型的外形,舍掉脚上的蹼,披上厚重的“铠甲”。

两栖动物其实就是一种进化不完全的陆生动物,它们很难长期或远离水边生活。所以我们也能看出“多能”并不是最佳的进化状态,最佳的进化状态其实是“专能”。两栖动物这种既…又…的进化状态其实是一种无奈,是一种达不到完全陆生的过度状态,并不是我们以为的一加一大于二。

由此推彼,“三栖”就更不可能了,因为两栖就很难了,只是一种进化的无奈,而这种情况下是无力再进化出另一种技能的,就算进化出也很难跟前两种栖息状态作出平衡。所以根本就不会有三栖动物。





壹号虫探


没有三栖动物

只有两栖动物

两栖动物也是人们熟知的一类动物,是脊椎动物进化史上由水生向陆生的过渡类型,成体可适应陆地生活,但繁殖和幼体发育还离不开水。

全世界的两栖动物共有4000余种。根据它们的形态分为三大目。

1蚓螈目(无足目)。即版纳鱼螈。

2有尾目。如大鲵,俗称“娃娃鱼”

3无尾目。如蛙和蟾蜍。


花神杰哥


地球上除了水就是陆地,“栖”的意思是休息、居留、停留,两栖动物是指既能在水中生活,又能在陆地上生活。比如乌龟,青蛙等。既然是居留停留的意思,不管是鸟类还是其他动物不可能在空中停留,也就不存在“三栖、四栖或多栖”的说法。


浅醉中年


我觉得这是一个有趣的问题,因为如何定义三栖动物就有一大堆话好说。广义一点说,能在海陆空生存繁殖的动物就叫作三栖,但是我想说,很多动物其实都是三栖动物,大部分水鸟和在水中孵化的昆虫都可以归入此类。

另外,如果非要严格地从适应意义上说,在海陆空都能自由生存才能叫作三栖动物,那可能存在巨大的限制,因为每一栖的生存能力都需要大量基因信息支撑,三栖能力需要基因有效信息量指数上升,那可能是制约严格三栖的重要因素。

另一个逻辑是,动物有一种生存技能就可以很好生存时,过多的技能其实是浪费,反而将影响生存。


壹丶叁


龙虱,我同学叫他“水陆空”。



语文老师28


,我们都知道生命起源于海洋,所以最早的动物都是水生动物,但随着地球环境的不断变迁,当陆地上的植物开始繁茂的时候,一些水生动物就必然会从海洋走向陆地,因为陆地上的食物更多,更能让这些动物们活下去,于是有一些动物就开始走向陆地。

对于这些刚刚走向陆地的动物来说,陆地就是一片未经开发的天堂,因为陆地上不仅食物充足,而且根本就没有天敌存在,所以这些动物为了适应陆地的生活,就慢慢放弃了鳍,蹼,腮等水生器官,转而进化出四肢,毛发,厚实的皮肤等陆地器官,因为这些器官在陆地上更具优势。

但海洋动物在变成陆地动物的过程中,肯定存在一个漫长的过渡期,这个过渡期内动物兼具海生和陆生的能力,所以早期的两栖动物都属于过渡期物种,但随着陆地上的动物越来越多,那些后来的两栖动物就很难在陆地上立足了,换言之今天的两栖动物,已经错过了它们变成陆地动物的最佳时机。

所以从物种演化的角度上来说,两栖动物属于一种进化不完全的物种,它们属于海洋动物到陆生动物的中间阶段,它们也不可能越过陆生动物这个坎,直接进化出翅膀,因为物种的进化,从来都是以生存和繁衍为前提的,而翅膀对于两栖动物来说,根本一点用都没有,所以不可能有三栖动物.....



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