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動物和人類的繁殖系統(tǒng)和排泄系統(tǒng),為什么都靠得這么近?

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這一切都始于

后臺一個兒砸的留言


能提出這個問題

那你的思路已經清奇到一定境界了



今天

就讓為父好好給你們掰扯掰扯:


首先,廢話不多說

之所以你的幾個“眼兒”都長一塊了


尿道腸道生殖道不是一開始就有

也不是一塊出現(xiàn)的

在最早的腔腸動物身上

根本沒有什么生殖系統(tǒng)泌尿系統(tǒng)

身上唯一一個洞還是進出并用的

吃了拉,拉了吃

“干凈又衛(wèi)生”


直到扁形動物出現(xiàn)

包含固定管道的

泌尿系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)

才橫空出世


而后,在線蟲動物身上

肛門第一次出現(xiàn)了!

一條縱貫身體的消化道

讓它們可以邊吃邊拉

還不容易把食物和粑粑搞混


至此,這些低等級的無脊椎動物身上

才集齊了大家熟悉的三條

排泄+生殖+排遺管道

但這時它們的結構和位置千奇百怪

很難找到規(guī)律

主打一手隨便長長

長到哪算哪


比如說

蚯蚓的生殖道在第13節(jié)-第15節(jié)

肛門在末尾

而每一節(jié)都有獨立的兩個腎孔


來源:參考資料[6]

再比如,蝦的排泄孔、生殖孔、肛門

分別在嘴旁邊、頭底下和尾巴尖


來源:參考資料[7]


不過這種混亂沒有持續(xù)下去

當我們的老祖宗開始從海洋爬上陸地

一種新的結構就一統(tǒng)天下了

它就是——


在泄殖腔的結構里

尿道、腸道、生殖道完全共享了一個開口


大西洋鮭魚與雞的泄殖腔

來源:ResearchGate


泄殖腔的這種結構

通過減少身上開口的數(shù)量

降低了感染和水分流失的風險

還能高效利用身體空間,減少能量消耗

可以說

泄殖腔是專門為登陸生存而生的!


并且,泄殖腔還可以有很多附加功能

比如調控體溫、呼吸氧氣等等


一些雌鳥與令它不滿意的雄鳥交配時

還可以直接使勁

讓雄鳥“對接失敗”

并排出表現(xiàn)欠佳的精子


但是

等到哺乳動物出現(xiàn)了

這種結構又有問題了

哺乳動物都是胎生

(鴨嘴獸和針鼴除外)

胎兒沒有蛋殼保護

如果還是按泄殖腔的老方案來

生出的孩子非沾一身粑粑不可


為了減少感染風險

哺乳動物身上

進化出了“尿直腸膈”

把直腸從泄殖腔分了出去

從一個孔又變回了兩個孔



實際上

只要一個性狀沒有巨大的危害

自然選擇就不太樂意把它淘汰


就這樣

在包括人在內的哺乳動物身上

(鴨嘴獸和針鼴還是除外)

這三條通道就形成了現(xiàn)在這種

“分開了,但沒完全分開”的樣子


雌牛的生殖系統(tǒng),可見直腸與生殖道完全分離,

而尿道和生殖道還共用一個出口

來源:參考資料[12]

所以從最開始的一個孔

三個孔

再到泄殖腔的一個孔

再到現(xiàn)在我們的三個(其實是兩個)孔

都是進化不斷折騰和湊合的結果



人的胚胎首先形成一個空腔

叫做原腸腔

單獨的一個開口叫做原口

跟腔腸動物一樣


形成原腸腔的過程

后來,原口發(fā)育為類似泄殖腔的結構

在其對面又開一口

之后發(fā)育成你的嘴


在胚胎七、八周時

尿直腸膈發(fā)育

把胚胎的泄殖腔分為

直腸和尿生殖竇兩個部分

尿生殖竇后面不斷發(fā)育

才長成了膀胱+尿道+部分生殖道


來源:參考資料[14]

看到這里

你或許想問



生殖系統(tǒng)的發(fā)育起點叫做尿生殖嵴

完全不分男女

當胚胎發(fā)育到第六周時

中腎管中腎旁管出現(xiàn)

成了男女生殖管道的雛形


在女性胚胎內

中腎管最終會退化

留下的中腎旁管發(fā)育為

輸卵管+子宮+陰道上中部


女性生殖管道的形成

來源:參考資料[15]

并最終與尿道匯合于尿生殖竇腔


來源:參考資料[16]

而在男性胚胎里

中腎旁管會退化

留下來的中腎管發(fā)育為

附睪管+輸精管+精囊

匯入尿道的前列腺部


男性生殖管道的形成

來源:參考資料[15]



比如說

挨得這么近

一個沒長好

就容易在三條通道之間留下窟窿


來源:參考資料[17]

再比如說

雖然菊花和尿道生殖道確實分開了

但還是挨的太近了

一個通道感染

很可能會帶走另一個


來源:參考資料[18]

另外對于男性來說

在為愛鼓掌的時候

如果膀胱不能正常關閉

或者尿道不能正常打開

就會出現(xiàn)逆向射精

也就是小蝌蚪都往膀胱去了

也會導致不孕不育




參考資料:

[1]藍色動物學. 刺胞動物門.

https://blueanimalbio-mirror.github.io/wujizhui/qiangchang/index.htm

[2]圖說排泄系統(tǒng)(Excretory system)·無脊椎動物 - 凈苔的文章 - 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/148630616

[3]可能是史上最全的動物生殖系統(tǒng)了,北師大師姐筆記之三(無脊椎動物版),末尾附總結 - 終焉的文章 - 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/672674259

[4]【動物界全系列】蛻皮動物總門—線蟲動物門(上) - 地球生物與人類的文章 - 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/596409870

[5]osm&bio. 蚯蚓的形態(tài)學.

https://osm.bio/%E8%9A%AF%E8%9A%93%E7%9A%84%E5%BD%A2%E6%80%81%E5%AD%A6

[6]中國數(shù)字科技館. 蚯蚓是個生物犁.

https://www.cdstm.cn/theme/nytd/nyzs/201407/t20140714_461816.html

[7]蝦說——蝦的結構(作者:Zam) - 海洋歡樂谷的文章 - 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/86937917

[8]蝦說——蝦的一生、蝦分類總論、對蝦(作者:Zam) - 海洋歡樂谷的文章 - 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/88450085

[9]evolution. What evolutionary reason is there for having the urinary duct and reproductive organs so close together?

https://biology.stackexchange.com/questions/5740/what-evolutionary-reason-is-there-for-having-the-urinary-duct-and-reproductive-o

[10]虎嗅. 為什么說,我們的菊花是一個進化的奇跡?

https://www.huxiu.com/article/435725.html

[11]Hektoen International. An ode to the cloaca.

https://hekint.org/2023/09/28/an-ode-to-the-cloaca/

[12]云端獸醫(yī).雌性生殖器官.

https://www.cloudvet.org/Mapi/article/418

[13]多細胞動物胚胎發(fā)育的主要階段

https://life.scnu.edu.cn/biology/jingpin/dwx/course_learn/chapter_02/chapter_1/learn/default.htm

[14]假如人類也是泄殖腔生物,會怎樣? - 菲利普醫(yī)生的回答 - 知乎

https://www.zhihu.com/question/376519016/answer/1137258066

[15]河南大學藥理教研室. 第二十三章 泌尿系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)的發(fā)生

https://yaoli.henu.edu.cn/info/1148/1390.htm

[16]Development of the internal genital organs.

https://embryology.ch/en/organogenesis/genital-system/development-of-internal-genital-organs/female-differentiation-urogenital-sinus.html

[17]揚眼. 女子術后陰道排氣排便,警惕這種只有女性才有的肛腸病!

https://news.qq.com/rain/a/20250924A01FOV00

[18]陳宏翔,吳志洪,涂亞庭.非淋菌性尿道炎引起不孕不育機制的進展[J].國際皮膚性病學雜志,2008,34(2):131-133.

[19]默沙東診療手冊. 逆行射精.

https://www.msdmanuals.cn/home/men-s-health-issues/sexual-function-and-dysfunction-in-men/retrograde-ejaculation



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