骆驼,偶蹄目、胼足亚目、骆驼科。常出没于历史配图、中学生物、进化论科普中。
大约三千年前,亚述人就开始使用这种长相古怪的生物作为军队的驮兽,阿拉伯人则直接把它们当作战斗坐骑和个人财富的象征,丝绸之路上更是少不了它们的身影。骆驼成为一种充满传奇而又让人迷惑不解的动物,比如为何它们可以在沙漠中生存。
近些年来,我们对它们的了解越来越多,许多结论出乎我们的常识和意料。这也成为我们制作这一期的主要动力。
骆驼来自哪里 | 混乱博物馆https://www.zhihu.com/video/1196073412982837248
-文字稿-
大家都知道骆驼被称为「沙漠之舟」,这个物种好像是专门为了展示进化论才出现的。回忆一下,骆驼长而密的睫毛可以在风沙中保护眼睛;开合自由的鼻孔可以阻挡沙尘;修长的四肢,扁平的脚掌,也适合在沙漠中行走。
这些,都没有问题。但是骆驼从来就没有什么储水器官,这早在六十年前就被证明了。另外一种替代性的观点认为,驼峰里的脂肪分解后就可以得到水。这同样也在六十年前就被证明毫无根据(骆驼代谢获得1升水需消耗3.5升水)。而驼峰里的脂肪,更多是储存能量的作用。
它们真正的生存秘诀在于节约用水。
当天气炎热、没有水喝时,骆驼通过慢速代谢(bradymetabolism)使体温升高6到7摄氏度,与外界的温差变小,冷却体温需要消耗的水自然也少了(出汗、喘气等蒸腾作用)。
同时,肾脏的再吸收作用可以高度浓缩尿液减少排放,密实的绒毛以及空心纤维结构可以有效隔热,以及大便很干燥,所有这些,让骆驼即使一直暴露于沙漠的炎阳下,每天也至多失去正常体重2%的水分,如果是人类则至少7%。
更重要的是,骆驼的血红蛋白具有极高的亲水性,可在身体脱水时维持红血球的含水量,忍受较高渗透压;椭圆形的红血球更容易在粘稠的血液中移动;头部血液循环的迷网系统(rete mirabile)(逆流热交换作用)可以冷却大脑。因此它们可以脱水30%还行动自如,相比之下人类达到12%就会休克。
接下来就是简单的算术题:骆驼每天脱水2%,达到30%的警戒线需要15天;人类每天脱水7%,达到12%需要1.7天。
另一方面,当我们说到骆驼,一般仅指偶蹄目、胼足亚目、骆驼科、骆驼属的两个种:分布于西亚、非洲的单峰驼,和中亚、蒙古等地区的双峰驼。其实骆驼科还有另外两个属:羊驼属(Lama)和小羊驼属(Vicugna),它们又常被统称为美洲驼族,或者新大陆骆驼。
至今骆驼和羊驼还可以通过人工受精,生出混血的Cama。
科学家们通过化石和基因组分析已经证明:最早的骆驼出现于4600万年前的北美洲(Protylopus),只有山羊大小,也没有驼峰。到了1600万年前,美洲驼族和骆驼族也开始分化。
美洲驼族的祖先向南迁徙。在300万年前的 南北美洲生物大迁徙 中,穿过巴拿马地峡来到南美洲,演化出今天的两个属、四种羊驼(羊驼Guanaco,大羊驼Llama;小羊驼Vicuna,羊驼Alpaca);它们并未没有旧大陆骆驼对缺水的适应性,而是演化出了适应高海拔气候的特殊血红蛋白。
旧大陆骆驼的祖先则向北迁徙。在750万到600万年前,它们的直系祖先副驼(Paracamelus)出现,生活于北极寒冷地区。今天骆驼浓密的睫毛、开合自由的鼻孔、大长腿、宽脚掌、肥美的驼峰,这些特征可能早在适应极地气候时就出现了,而非对沙漠气候的适应。
后来它们又通过白令陆桥来到亚欧大陆,在440万年前双峰驼和单峰驼开始分化,逐渐演化出适应干旱、沙漠气候的节水能力。
于是,沙漠之舟的故事才得以书写下去。
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