如果祖先是鱼类，人类为何没有鳃|科普园地
与通过身体外部的鳃呼吸的鱼类不同，人类通过体内的肺部呼吸。图片来源：美国趣味科学网
科技日报记者 张佳欣
大约3.75亿年前，长相滑稽的提塔利克鱼利用一种新颖的适应环境的方式冒险上了岸：有裂片的鳍推动它在陆地上“行走”，喉咙里的气囊让它能在空气中“呼吸”。提塔利克鱼实际上也有鳃，而且被认为是已知最早的四足动物的共同祖先。在数亿年的时间里，四足动物衍生出无数物种，包括智人。那么，如果人类是从鱼进化而来的，为什么没有鳃呢？据美国趣味科学网18日报道，人类之所以用肺而不用鳃呼吸，与进化过程中的自然选择有关。
其中一个解释是，鳃需要保持潮湿才能有效工作，因此，它仅适用于水生动物。鳃有很大的表面积和数以千计的微小血管，使氧气很容易进入血液。美国蒙大拿州立大学的进化生物学家克里斯·奥尔根表示，当水从鳃上通过时，氧气会吸收进来，二氧化碳则会扩散出去。如果陆地动物有鳃，这些鳃会很快干涸，这不是高效的呼吸方式。
另一个解释是因为肺对于陆地生活具有显著优势。当鱼类祖先仍在水生环境中生活时，它们除了鳃之外，已经拥有了肺。因为只有有肺的鱼才能上岸到达陆地，并在陆地上存活下来。现有证据表明，早期肺先是进化成蜥蜴那样的简单肺，然后进化成哺乳动物特有的细分肺。值得注意的是，哺乳动物进化出了横膈膜，这可能要追溯到3亿年前。
相反，无用的结构往往会消失。随着时间的推移，鳃逐渐退化，到大约3.15亿年前的石炭纪，鳃最终在陆地生活的动物体内完全消失。大约在那时，第一批爬行动物以及第一批鸟类和哺乳动物的祖先开始进化。
原始鱼类竟然有肺，这点令人惊讶。虽然鳃擅长从水中提取氧气，但它们提供的氧气量较少，不适合体型较大需要更多氧气的动物。此外，季节变化也会影响水中的氧气量。因此，鱼类气囊（原始的肺）允许其吸入水面上方的空气，以补充氧气摄入量。
其实，人类并没有进化到完全失去早期的鳃。人类胚胎有一个生理特征：类似鳃的被称为咽弓的微小褶皱。虽然它们不是真正的鳃，但绝对是早期鳃的“遗迹”。在整个胚胎发育过程中，咽弓成为下巴、喉咙和耳朵的一部分。没有咽弓，动物的头部就不能形成。水生的、用鳃呼吸的物种在胚胎发育中同样存在这种结构。不同的是，这种结构是否在不同动物中进化成了真正的鳃。
（来源：科技日报）