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為什麼動物的生殖系統和排泄系統在空間上聯繫如此緊密?

現在已知的最簡單生物就是病毒,就一層蛋白質殼包著遺傳物質核酸,病毒侵染其他生物細胞時,就類似蛋白殼排泄出遺傳物質到其他生物細胞內。後來單細胞分解繁殖,站在母細胞角度看,就是母細胞「排泄」出一部分原生質,有點類似排泄;再到真核細胞酵母有性繁殖,就涉及到細胞間遺傳物質的交換,實際也是一個細胞排泄一部分原生質,同時又接收其他細胞排泄出來的一部分原生質,然後再重組複製繁殖。

簡單的多細胞動物,多半同時具有裂殖和有性繁殖兩種方式,簡單多細胞動物只有一個腔口通外界,吃喝拉撒都是這一個口,自然精子和卵子都在這一個口進出;後來出現兩個腔口,一個管進,一個管出,比如腔腸動物,精子和卵子都是排出,自然而然就在排泄口了;簡單生物沒有腎臟代謝廢物直接排出到體外或腸道內,隨著細胞的增加,發展出了循環系統,輸送養料和轉移代謝廢物,循環系統將代謝廢物運到腸道,直接排泄到腸道。後來進化出腎臟來排泄代謝廢物,依然直接排泄到腸道,如魚類、爬行類、鳥類都是將尿液直接排泄到腸道末端的。

而精液和卵子都相當於體內物質排出,所以,就和體內排泄廢物(尿液)走的是同一通道。然後外界攝入的食物殘渣排泄口(肛門)和體內代謝廢物排泄口(尿道)也越來越分離,最後徹底分開,形成了哺乳類動物的形式,也就是肛門、尿道分離,有性繁殖的「排泄」口與尿道融合一起。

有意思的是:越是高等動物,越有趨勢將肛門、尿道、繁殖三個管道徹底分開,人類女性基本是分開為三個口了。如果可能,後面進化出更高等生物,應該的肛門、尿道、繁殖口徹底分開。(其實入口也是越來越分化的:口攝入水和食物,鼻孔吸入氣體,耳朵收集聲波,眼睛接收光線)

生殖系統與排泄系統實際都是排出體內物質,一開始就是走的共通路線,而後才逐漸專職化分離,所以二者聯繫非常緊密。

第一、類似於消化系統和呼吸系統的關係,共用咽喉部有兩大好處,1、如果鼻腔擁堵,可以選擇通過口腔呼吸,因為口腔有很大的自由度,口腔因生理原因被堵的可能性幾乎沒有,這對保障呼吸通暢有非常大的好處,2、發聲的需求,因為發出聲音需要氣流,需要自由度,所以需要可以活動的口腔幫助發聲,如果鼻腔單獨有一個發聲系統,如果鼻腔增加自由度,變得可以活動,既不利於結構簡單化,也不利於面部骨架的穩定。

第二、生殖系統本質上是一個分泌系統,分泌的生殖液體對於微生物來說營養非常豐富,且由於結構複雜,腔管較大,很容易滋生病菌,需要一個自凈系統,剛好有一個排泄系統可以提供幫助,於是排泄系統和生殖系統共用了一部分,大大降低了生殖系統感染的風險,而女性由於生殖系統特殊性,尿道和生殖孔外共用了很小一部分,但女性生殖道有很強的液體分泌能力,還有子宮內膜定期脫落的能力,因此可以接受這種結構。

而很多動物把生殖孔暴露在外,這樣做也是降低感染風險,人類則把生殖孔藏起來,所以人類患生殖系統的疾病風險因此提高。

站在進化論的角度:

生殖系統和排泄系統分開的這類動物容易因為生殖系統經常感染而喪失生殖能力甚至直接死亡,這一類生物在進化鏈條的很原始的生物身上就已經喪失了競爭優勢。

而生殖系統和排泄系統共用一部分結構的這類生物,大大降低了生殖系統感染風險,大大提高了繁殖能力和存活率、健康率,所以既提高了自身的生存能力,又由於競爭和捕獵的原因,壓制了其他種群的發展,所以現在的動物基本都採用這種結構。

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