对无脊椎动物进行分类很难。巴特斯可以提供帮助。

对无脊椎动物进行分类很难。巴特斯可以提供帮助。

1801 年,法国生物学家让-巴蒂斯特·拉马克开始对动物界进行分类,他将其分为两类:脊椎动物(有脊椎)和无脊椎动物(没有脊椎)。这两个术语已经沿用了 200 多年,但在 1900 年左右,科学家意识到他们对野生动物的分类是错误的。许多没有脊椎的动物(如海星,一种会挤出自己的胃来吃东西的无脊椎动物)与我们的关系比与贝类猎物的关系更密切。当然,有些动物有脊椎,有些没有。但无脊椎世界的定义远不止它所缺少的东西。

人类与昆虫、蛞蝓和贝类之间的真正分界线是什么?答案部分在于肛门。根据最近的想法,肛门的发育已成为分类学家对动物界的多样性和进化进行分类的关键问题。

所有动物的生命都是从一束快速分裂的细胞开始的。在这个过程的早期,胚胎只是一个微小的细胞球。但要发育出肠道,这个圆形团块需要以某种方式把自己变成一个甜甜圈。为此,球体上会形成一个凹陷,并最终向对面的壁推去。在人类和海星中,那个凹陷会变成肛门,然后向后形成第二个开口——也就是嘴巴。在贝类或螃蟹中,这些开口会反向发育;原来的凹陷通常会变成嘴巴。

这种区别将大多数动物分为两类:后口动物,即“后口动物”和原口动物,即“先口动物”。虽然所有脊椎动物都是先有肛门,但并非所有无脊椎动物都适合这两种类型。就连教科书《无脊椎动物:综合》也与“无脊椎动物”一词划清界限,在第一页写道:“[脊椎动物和无脊椎动物]之间的区别几乎不自然,甚至不太明显。”所谓的无脊椎动物并不是根据它们是否没有脊椎来分类的,而是根据它们接近肛门的方式。

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或者说过去是这样的。“确实,后口动物传统上被认为是由肛门的发育来定义的,”伦敦自然历史博物馆的古生物学家伊姆兰·拉赫曼说,“但我们现在知道,一些原口动物也是以同样的方式发育的。”

最近,研究人员发现,某些先长嘴的动物,比如某些腕足动物(一种贝类),是先长屁股的。其他动物则是先长屁股,先长屁股,球形胚胎会中空,像墨西哥卷饼一样卷起来。2016 年,一个研究小组证明,肠道的形状实际上是一个更微妙的过程的产物:胚胎从球形变成了伸展开来的虾状。

这意味着我们共同的祖先可能首先进化出了虾状的体格,然后才弄清楚如何构造肠道。研究人员认为,这一发现表明肛门(或在某些情况下是嘴巴)已经反复进化。

这或许可以解释栉水母的情况,这种水母早在海星和人类祖先进化出排泄系统之前就已分化出来。大多数水母都有所谓的“盲肠”,即只有入口而没有出口。大多数水母吞下食物,消化后再吐出残渣。

但在 2016 年,一位进化生物学家录制了一段半透明栉水母进食微小发光浮游生物的镜头。视频捕捉到了栉水母消化食物的整个过程,几个小时后,食物从水母“头部”后方的一对毛孔中流出。(据报道,当这位生物学家在一次会议上播放这段视频时,观众们都大吃一惊。)这种能力一个多世纪以来一直未被发现,因为水母拥有研究人员所描述的“瞬时肛门”——一种只有当它们真的需要排泄时才会出现的临时性排泄物。

肛门可能比科学家们意识到的要古老得多,栉水母就是拥有直肠的共同祖先的证据。但也有可能,屁股太有价值了,以至于水母自己长出了它。

事实上,人类、海星和所有所谓“第二口”动物的最古老祖先,从肠道上讲,很像水母。这种生物是一种生活在海底的动物,名叫Saccorhytus coronarious ,或“冠状皱袋”。它大约有针头大小,圆形身体上有一张巨大的大嘴。它没有肛门,但全身布满毛孔,发现者认为这些毛孔是鳃裂的前身。“然而,并不是每个人都相信这种解释,”拉赫曼说。

不过,后口动物这个名字一直沿用至今。最近的基因组研究表明,我们仍然与那些与我们共享肠道工具包的动物一起进化,这让我们知道,动物王国不仅由脊椎定义,还由臀部定义。

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