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但从鱼到陆生四足动物 , 最根本的变化是——内鼻孔 。
但要探究两个鼻孔的起源 , 还是得从脊动物的源头开始 。
脊椎动物起源于原始脊索动物 。
以文昌鱼举例 , 它们的大脑只是十分原始的脑泡 。
脊椎动物胚胎发育的初期 , 也会在前段形成脑泡 。 脑泡会先发育出三个脑泡 , 然后再发育成5个 , 并最终发育成大脑的各个部分 。
但哪怕文昌鱼这样十分简单的大脑 , 也有无比重要的两根神经:视神经和嗅神经 。
嗅神经是仅次于视神经后出现的神经 , 可见在动物演化史上有着多么重要的地位 。
有了视神经和嗅神经 , 文昌鱼于是有了原始的视觉器官 , 位于两侧的脑眼;以及原始的嗅觉器官 , 位于顶部的嗅窝 。
对于文昌鱼原始的“脑”来说 , 一个嗅窝是最经济的 。
就像视觉的起源 , 最初的动物也只有一个眼点 。 随着神经变得复杂 , 视觉需求增加了 , 才有了更高精度、更大视觉范围 , 以及更多色彩和立体的需求 。
在寒武纪生物大爆发的生态压下 , 动物们的感官在快速进化 。
- 1994年 , 瑞典的两位生物学家Nilsson和Pelger , 通过计算机模拟了眼睛的演化过程 。
- 他们假设 , 从眼点进化到具有晶状体的眼睛 , 每1%的进化为一个微小变异 , 那么眼睛需要进化1829个1% 。 他们把眼睛的遗传率设置为50% , 最终用电脑模拟出了这样的结果:
- 眼睛从眼点进化到具有照相机般的眼睛需要363992代 , 若一代算一年 , 那么差不多36.4万年 。 相对于生物演化史轻则数以千万的时间长河来说 , 这个时间是相当短暂的 。 由于问题问的是鼻孔 , 这里就不再说眼睛的演化过程了 。
和眼睛一样 , 从原始脊索动物演化到鱼类的过程 , 嗅觉发生了革命性的变化 。
鱼类的大脑结构
虽然鱼类的大脑比起爬行动物依旧原始很多 , 但比起文昌鱼已经复杂了不少 。 出现了大脑、中脑 , 以及小脑 。 整个大脑的绝大部分都是嗅觉中枢 , 而中脑则为视觉中枢 。
除了基本生理功能 , 大脑主要依旧为两大感官服务 。
早期海洋的残酷生存压力 , 决定了感官为主的演化动力 。
寒武纪时期的脊椎动物祖先只有几厘米长 , 而最早的海洋霸主奇虾有半米长 。 其实 , 除了奇虾之外 , 面对拥有外骨骼的其它海洋节肢动物动物 , 早期脊索动物也只有被收割的份 。
要生存下来 , 演化出来的早期鱼类就必须有敏锐的视觉和嗅觉 。
5.3亿年前 , 云南澄江动物群的“昆明鱼”和“海口鱼”被认为是最早的脊椎动物 。 它们属于盲鳗纲 , 无颌鱼类 。
虽然盲鳗因为寄生的习性 , 感官有着一定的特化 。 但可以预料 , 早期的鱼类应该是单鼻孔的 。
它们一支朝着七鳃鳗和盲鳗等无颌类方向演化 , 而一支则朝着更有竞争力的有颌方向演化 。
4.8亿年前的奥陶纪初期 , 随着近10米长的房角石和一米多的海蝎子称霸 , 早期鱼类演化出了甲胄鱼 。
随着鱼类的体型增大 , 内部竞争也变得十分的激烈 。 再加上外部生境压力 , 一支甲胄鱼类的身体发生了革命性的变化:
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