03.02 生物在進化的過程中為什麼沒有進化出輪子?

龍建源


我認為沒有進化出輪子的原因就是沒有能解決兩個相對運動(轉動)部件之間的營養傳輸問題。現在機械的車輪子只傳遞能量就可以,而活的動植物組織不但要有運動的能量傳遞而其本身存活還要有營養傳輸。


洋柿子老爹


輪子由軸和輪構成,能夠降低摩擦。自然界多細胞生物的結構特徵使得其難以具備這樣的器官,但是卻存在天然的齒輪、球狀結構,便於生物運動,從而利於生存和繁衍。

齒輪

齒輪這種機械結構只有人類的創造性才可以造出來,自然界的生物基本是在環境影響下進化的,因此很難朝著確定的某一個方向發展,但大自然的神奇造就了很多神奇的生物,超出我們的想象。有一種叫做伊蘇斯飛蝨的小昆蟲,後肢就具有較為典型的齒輪結構,齒輪的作用是使雙後肢具有很強的協同運動的能力,解決了神經傳導的問題,即便一邊的後肢神經傳導稍慢,齒輪結構也可以保證雙後肢同時協調運動,配合著飛蝨腿部特殊的肌肉,它們就具備了很強的跳躍能力,更便於飛蝨控制跳躍的方向和力度。不過這種飛蝨的齒輪結構在成長的階段存在,成年後卻會消失,可能是由於摩損或者昆蟲蛻皮造成。

光說一個現象我們就可以體會這種結構有多麼神奇。人類發明車輪子也就幾千年的歷史,而瑪雅文明曾經到達相當高的程度,但是他們沒有造出輪子,甚至還處於石器時代。然而在自然界卻有天然生成的輪子結構,還是齒輪。

球狀

風滾草在美國西部片中較為常見,枝條和葉片特徵適宜在較為乾旱的環境中存活,但是乾旱環境有一個較為致命的缺陷,那就是整體環境比較缺少水分,它們可以將自己的枝條收縮成類似於球狀,由於自身的重量很輕,因此可以在風力的作用下滾動,遇到合適的環境就可能重新紮根,在滾動的過程中也將種子播撒在較廣的範圍內,擴大了風滾草生存的幾率。

球狀或者接近是自然界普遍存在的一種生物外形,很多病毒就是球體的結構,生物的細胞和細菌等也呈現球狀的特徵,這種結構可以使生物膜內塞進相對更多的東西,保證了生命生存的需要;還有花粉、孢子等結構,也是較為接近球體,便於隨風或者隨水飄散傳播。

多細胞動物由於細胞間必須連接在一起才能保證生物體的完整,因此基本不可能出現車輪那種軸和輪子分離的結構,至少目前人類在自然界中沒有觀查到具有相應結構的生物,但是在細胞的分子層面,卻有一些與運動有關的蛋白卻呈現類似於軸或者活塞的結構,不同的部分可以相對滑動,從而引起生物體的相應動作。地球生命太神奇了。


來看世界呀


這裡有個



謝謝你八百年


類似輪子的結構還是有的,輪子作為工具,運動和切割是最主要的功能,我們各舉一例!

神秘詭異的旋齒鯊,用螺旋鋸齒切割硬殼~

旋齒鯊是一種古老的軟骨魚類,生存於距今約二億至三億年前的二疊紀至三疊紀。由於其螺旋狀牙齒的內部結構和現代鯊魚類似,所以被古魚類學家劃分在了鯊類。

或許從現在的眼光來看,旋齒鯊劍走偏鋒很是另類,但實際上它們當時非常普遍。作為軟骨魚類,要留下完整化石結構幾乎不可能,但即使這樣,本世紀之前,古魚類學家就已經描述出了旋齒鯊科的11個屬、30多個種,這是一個多麼繁盛的大家族!

關於旋齒鯊的圓形下巴如何運作問題,國際上一直爭議不斷。因為從形狀上來看,下巴好像可以旋轉,但實際上不能。所以,一度以為這樣的螺旋鋸齒是長在上頜用來撞擊獵物或者抵禦天敵的;或者是當鞭子一樣使用,甩出去抽打併勾住獵物;要不就是模仿當時海洋裡非常普遍的一種動物菊石↓,來誘捕獵物。

直到1975年的春天,在海拔4600米的珠峰上發現中國旋齒鯊珠峰種,這個問題才迎刃而解。因為珠峰的旋齒鯊標本,很好的保存了腦顱眶前部分,從而得以推測出它嘴巴的大致形狀;而旋齒齒列的兩側,還生有碾壓型的側齒。由於側齒的性質,它很可能是以帶殼的無脊椎動物為食,所以長在下頜當中的齒列,就應該用來鋸開硬殼或切斷較大食物的。

反過來我們再看旋齒鯊的名字——“Helicoprio”。“Helico”,在希臘語中是“螺旋形的”或者“環狀的”意思,而“prion”的是意思是“鋸子”,所以“Helicoprio”就是環狀的鋸子,起得還真是合適啊,不管是形狀、還是功能。

如果有比切割作用的輪子更復雜的,那一定是齒輪了!

齒輪在人造世界中無處不在,正因為有了齒輪的存在,人類才創造出各種各樣的精密器械,從而推動人類社會飛速發展。然而,劍橋大學動物學系的教授馬爾科姆·伯羅斯(Malcolm Burrows)和格雷戈裡·蘇頓(Gregory Sutton),卻在一種小動物身上找到了齒輪的原型,雖然是已經發現的唯一一例動物運作齒輪的實例,卻足以人類讓人類不再敢自以為是了。

進化出精密齒輪結構的動物叫伊蘇斯飛蝨(Issus coleoptratus),它們不會飛,但非常擅長跳躍。其跳躍能力突出的原因,就是對齒輪的高效利用。劍橋的兩位科學家發現,伊蘇斯飛蝨的後腿,在被稱為轉節的節段上,有一個彎曲的狹條,狹條上分佈有10-12個輪齒。而連接兩隻後腳的齒輪結構是互相嵌合的,作用是飛蝨起跳時能讓兩腿在齒輪作用下保持同步。

經過齒輪同步後,飛蝨起跳時兩腳動作差距縮小到只有30微秒,而1微秒=1/1000000秒,如此對稱的動作,是神經傳導所達不到的。但因為齒輪結構的存在,協調兩腿同步的工作就不需要了,飛蝨只需要傳遞出肌肉產生相同力度的神經信號,這樣一條腿跳起,齒輪自動就帶起另一條腿,從而達到動作的神同步。

然而,齒輪結構要在生命體中作為官能結構一直存在,依然是奢侈的,即使是伊蘇斯飛蝨,也只是在“青少年時期”才有。一旦若蟲完成最後一次蛻變成為成蟲,就不再擁有齒輪結構了。

飛蝨卸載精妙齒輪結構的原因不明,不過研究者認為,齒輪結構對完好度要求極高,一旦一個輪齒壞掉,整個結構就無法運作。若蟲時代還有蛻變可以修復齒輪,變成成蟲後就不再脫皮了,也就無法修正齒輪了,是齒輪的結構缺點決定的。

最後,進化出輪子代替腿來運動,會怎麼樣呢?

題主或許是受交通工具的啟發,才有次一問。但自然界沒有平直堅硬的路面,而滾動阻力卻會隨著路面變軟或者坑窪不平而增加;

更別說自然界多是輪子無法翻越的垂直障礙了,讓越野車和馬,一起參加馬術障礙賽,畫面太優美,我已不敢想象~


不入流的大劉


以前三聯生活週刊上討論過這個問題,例如,為什麼動物沒有進化出機關槍來。

.

因為,進化過程中每一步的基因突變,只能造成一點點的改變,這些改變必須是有好處的,然後才能遺傳保存下來。

.

比如說,動物單獨的進化出一個槍管、一個扳機等等,沒有任何好處,所以無法被遺傳保留下來。

.

由此,誕生了艾滋病的雞尾酒療法,就是同時使用三種藥物。這三種藥物這麼多年來一直在變化,唯一不變的就是始終是三種藥物。

.

即使病毒基因突變能夠對一種藥物產生抗藥性,也會被另外兩個藥物處理掉。

.

但是,如果你一直使用一種藥物,就會讓細菌病毒等產生抗藥性。

.

順帶說一下,雞尾酒療法是一個華裔提出來的。

.

為什麼中藥不會產生抗藥性?因為一個方子會包含很多種中藥。即使是單方,一箇中藥也會包含多種化學物質。


碗豆什錦菜


這個問題讓我想起了《功夫》中包租婆在馬路上追逐周星馳那一段,快速奔跑的時候雙腿已經變成了一個“輪子”,像兩輛車一樣在路上狂奔。想一想如果有生物是這樣的行走方式,還是挺有意思的。

說實話生物進化出輪子這件事情難度還是非常大的,或者說是沒有原始的動力。人類發明輪子或者圓形的工具,是為了運輸非常重的物體,減輕人類身體上的負擔。而我們平時走路只需要負重自己的身軀,根本用不上輪子這是其一。

其二是生物進化可以分為兩個步驟,一是生物種群發生基因突變或者變異,二是被自然環境選擇下來。輪子這樣的行走方式在大自然中根本無法快速移動,用工程上專業一點的術語來說輪子的滾動阻力隨著路面變軟、凸凹不平而增加,這樣的行走方式太過於消耗能量。大自然裡可沒有我們鋪設的路面那麼平整。


例如我們身體的骨骼連接處大多數都是半圓周運動的,不嚴格意義上來說類似於“軸承”結構,軸承我們都知道需要潤滑。那麼我們的骨骼同樣如此,喜歡健身愛好跑步的同學都知道,不好的跑步習慣對膝蓋特別傷。想象一下如果是輪子結構,使用年限是八九十年,“什麼材料”能受得了?當然這些類似圓球形的結構在生命體中還是挺常見的,尤其是骨骼連接處。以上只是個人的淺顯看法,在這拋磚引玉期待其他優質回答。


科學黑洞


生物為什麼沒有進化出輪子?

從進化論的角度來說,生物的進化模式是以適應自然環境和生活習性為基礎,朝著最理想的方向衍化為最簡單的結構。

所以生物每個部位的結構至少需要同時滿足兩大條件:一是最理想的;二是最簡單的。

“最理想”即是盡最大可能去適應複雜的環境;“最簡單”則能用八個字來形容——如無必要,無需增加。

輪子雖然看似好用,但並不滿足以上兩大條件。

輪子不是最理想的移動結構。



輪子在平整的地面上移動速度比較快,也相對省力,但適應性特別差。

輪子受重力影響是最大的,因此上坡非常費力,下坡又難以控制,一旦受到階梯的阻擋就完全無法移動了,在崎嶇複雜的自然環境中根本無法使用。

輪子不是最簡單的結構。



輪子的外形看起來很簡單,但是整個結構特別複雜。

就生物的骨骼來說,組成一個複雜的傳動結構會造成極大的基因浪費。

除此之外,生物是依靠神經網絡來傳遞信息,以筋肉來傳動的,這就意味著各部位都必須被各種“線路”聯結在一起。

而輪子要自由旋轉,整個結構中就勢必有一個部位是完全獨立的,否則一旦旋轉,神經、血管和筋就會被絞起來。

這樣一個完全獨立的部位,如何傳遞信息,如何實現血液循環呢?

所以除了個別構造單一的微生物之外,生物無法進化出類似輪子的結構。


科學矩陣


進化?人由猿變來的?這完全是地球上第一大謊言。猿變成人叫變異,不叫進化,而變異是受“特定”感染才會產生。那麼,在已知的真實歷史中,又有什麼高級類物種進化了?種種跡象都在說明,沒有什麼進化,只有“退化”,消亡。比如,太陽存在這麼多年,科學家不是在研究它的發生、發展、消亡嗎?太陽又進化了嗎?


醫學蒙笙


上帝的創造是明明可知的。 在神創造論的基礎上,才存在所謂的進化論。 奇妙的身體!奇妙的創造! 當思想生命存在的意義-我們從哪裡來?我們往哪裡去?複雜的身體!奇妙的生命!奇妙的遺傳與本能!DNA🧬 人體23對染色體,即是上帝創造的明證!上帝是一切存在的本源!要記得,人有靈魂!在神創論生物代代繁衍生息這個高高的平臺上,才能有所謂的進化、退化、分化、異化,以及現在的基因修改編輯! 總是驚歎於兩性結合在母腹中的一個0.1毫米頭髮絲尖大小的受精卵,竟然能完美地攜帶父母親的遺傳信息,自主地準時無誤地(!)發育成複雜無比的俊男美女!心臟!大腦🧠!臟器!骨骼!肌群、血管、神經系統!超級像素的眼睛!...還不能震撼到你麼?!是誰告訴了它、設定了它如此美妙無誤的生命進程?生殖細胞“一旦發生,就是完美”(男女人體與生殖細胞,是被完美地一次創造,互為依存,代代繁衍),23條染色體生殖細胞絕對不可能“從無到有、從簡單到複雜、從低級到高級”慢慢地“進化”而成!(若果真這樣,就不能生殖繁衍;沒有遺傳,立即消亡。)若是一個男人女人,億萬年來一直不死,從無到有、從簡單到複雜、從低級到高級,進化(甚至如蟬蛻變)到現在這樣的高級生命狀態,我就相信所謂的進化論;若是一個男人女人,以小小的完美的生殖細胞,兩性結合、代代遺傳繁衍,我一定相信神創造論!!生殖細胞比生物智慧聰明一萬倍(竟然能自主地發育成複雜的生物體)!生物又比生殖細胞智慧聰明一萬倍(竟然又能自主地發生無法理解控制的半數13條染色體的生殖細胞)!有大能的創造,有創造者獨一的真神!創造者與受造之物,有著無可比擬的天壤之別!信靠我主耶穌基督!按上帝的旨意而活!阿們![羅馬書 1:2]自從造天地以來,神的永能和神性是明明可知的,雖是眼不能見,但藉著所造之物,就可以曉得,叫人無可推諉。[哥林多前書 9:23]凡我所行的,都是為福音的緣故,為要與人同得這福音的好處。


Aaron雲霧


輪子必須要有一個軸,這就說明,進化出來生物有一部分與他是分離的,這樣才能滾動,這部分就無法吸收養分

僅憑這一點就不可能



分享到:


相關文章: