為啥有些魚(yú)類(lèi)既有鰓又有肺，而海洋中的哺乳動(dòng)物卻進(jìn)化不出來(lái)呢？

魚(yú)離不開(kāi)水是常識(shí)，但肺魚(yú)偏不按常理出牌。在非洲旱季的河床淤泥里，這種身披粘液的怪魚(yú)能蜷縮成團(tuán)，用分泌物結(jié)成“繭”進(jìn)入休眠，一睡就是好幾個(gè)月甚至幾年。

它靠的不是鰓，而是體內(nèi)一對(duì)能呼吸空氣的肺。直到雨季來(lái)臨，雨水浸透泥土，它才破繭而出，甩甩尾巴游回水中。更神奇的是，這種“水陸兩棲”的生存策略，肺魚(yú)家族已實(shí)踐了整整4億年。

而海洋里游弋的鯨豚則是另一番景象，它們流線型的身體完美適應(yīng)海洋，背鰭劃開(kāi)波浪，尾鰭推動(dòng)前行——可每隔十幾分鐘，這些“海洋之子”卻必須浮出水面，用頭頂?shù)暮粑酌土覈姎馕鼩狻?/p>

這一幕讓人困惑：既然完全回歸了海洋，為何鯨魚(yú)沒(méi)像魚(yú)類(lèi)那樣重新長(zhǎng)出鰓？難道背著“空氣罐”往返海面，竟比直接在水里呼吸更有優(yōu)勢(shì)？

肺魚(yú)的故事要從泥盆紀(jì)講起，4.1億年前的云南曲靖水域，一種名為云南古嵴魚(yú)的原始肺魚(yú)正用強(qiáng)健的咬肌碾碎甲殼類(lèi)獵物。它的頭骨化石顯示，腭方骨與腦顱處于“半融合”狀態(tài)，這是從早期魚(yú)類(lèi)向肺魚(yú)演化的關(guān)鍵過(guò)渡。

同一時(shí)期，提塔利克魚(yú)已開(kāi)始嘗試登陸，它喉嚨里的原始?xì)饽夷芎粑諝猓瑤Я哑啮拕t支撐身體在陸上挪動(dòng)。這些“探險(xiǎn)者”的后代最終演化為包括人類(lèi)在內(nèi)的四足動(dòng)物。

肺魚(yú)之所以能成為活化石，秘密在于它“雙管齊下”的呼吸配置。

華大研究院2023年發(fā)布的非洲肺魚(yú)單細(xì)胞圖譜揭示：它的肺雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻已具備肺泡上皮細(xì)胞等關(guān)鍵部件，與哺乳動(dòng)物的肺存在同源性；而鰓和皮膚則作為輔助呼吸的“備胎系統(tǒng)”。

當(dāng)水中缺氧時(shí)，肺魚(yú)直接游到水面吞口氣，比單純依賴鰓的魚(yú)類(lèi)多了一條活路。

為何鯨類(lèi)沒(méi)有撿回鰓的“老本行”？答案藏在兩種呼吸器官的本質(zhì)差異里。鰓是高效的水下呼吸器，薄薄的鰓絲布滿血管，溶解氧能直接滲入血液。

但鰓有個(gè)致命弱點(diǎn)：一旦離開(kāi)水，鰓片會(huì)粘連干癟，表面積驟減，就像濕紙巾晾干后皺成一團(tuán)。陸地動(dòng)物若長(zhǎng)鰓，幾分鐘內(nèi)便會(huì)窒息。

肺則像量身定制的“空氣處理車(chē)間”，肺泡內(nèi)壁鋪滿表面活性物質(zhì)，讓氧氣和二氧化碳能快速交換。更重要的是，空氣中氧濃度是水中的30倍，猛吸一口氣的鯨，獲取的氧氣遠(yuǎn)超同樣體型的鯊魚(yú)。

這解釋了為何海豚能演化出復(fù)雜的大腦：高氧供應(yīng)支持了神經(jīng)系統(tǒng)的能耗需求。

即便潛入深海，鯨類(lèi)體內(nèi)儲(chǔ)存的氧氣仍讓它們比當(dāng)?shù)鼐用窀邇?yōu)勢(shì)，深海魚(yú)鰓只能從貧氧環(huán)境中榨取微量氧氣，而鯨魚(yú)從水面帶來(lái)的“氧氣包”足以支撐長(zhǎng)時(shí)間捕獵。

肺的演化并非一蹴而就，2025年西北工業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《自然·生態(tài)與進(jìn)化》發(fā)文指出：肺的誕生源于硬骨魚(yú)祖先的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重組。

硬骨魚(yú)體內(nèi)1040個(gè)調(diào)控元件共同指揮著肺部發(fā)育，而軟骨魚(yú)（如鯊魚(yú)）雖擁有相同基因，卻將其轉(zhuǎn)用于免疫調(diào)節(jié)。這解釋了為何鯊魚(yú)只有鰓沒(méi)有肺：不是缺零件，而是“操作手冊(cè)”被改寫(xiě)了。

當(dāng)鯨類(lèi)祖先約5000萬(wàn)年前重返海洋時(shí)，它們帶走了陸生哺乳動(dòng)物的肺，卻不可能重啟鰓的發(fā)育。進(jìn)化不是隨心所欲的改造，而是“修修補(bǔ)補(bǔ)”的工程。

人類(lèi)胚胎發(fā)育時(shí)會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似鰓裂的咽弓結(jié)構(gòu)，但它們很快轉(zhuǎn)化為下巴、喉部與耳朵，而非真正的鰓。

鯨類(lèi)同樣如此，它們的呼吸孔其實(shí)是鼻孔的位移變形，咽弓則演化為發(fā)聲與濾食器官。想從零重建鰓？生物體早已丟失了對(duì)應(yīng)的基因藍(lán)圖。

有趣的是，肺魚(yú)用肺呼吸的“土辦法”，反而讓它在物種大滅絕中多次幸存。4億年間，地球經(jīng)歷氧氣驟降、水體毒化等多次危機(jī)，許多魚(yú)類(lèi)因鰓無(wú)法處理污濁水體而滅絕。

肺魚(yú)卻只需鉆入泥繭，用肺維持基礎(chǔ)代謝。現(xiàn)存的澳洲肺魚(yú)在干旱時(shí)甚至能夏眠數(shù)年，靠消耗自身肌肉維生，這大概是最硬核的“躺平求生術(shù)”。

而鯨類(lèi)選擇了一條更“卷”的路，它們優(yōu)化了呼吸效率，增加血液儲(chǔ)氧量，肌肉中的肌紅蛋白濃度是陸地動(dòng)物的10倍。抹香鯨能閉氣潛入2000米深海兩小時(shí)，靠的是全身系統(tǒng)的協(xié)同升級(jí)。

放棄鰓看似不便，實(shí)則讓它們擺脫了鰓的生理限制，成為海洋中的頂級(jí)掠食者。

肺魚(yú)與鯨類(lèi)的命運(yùn)折射出進(jìn)化的根本邏輯，生物改造身體如同舊房翻新，拆墻重建代價(jià)巨大，不如在原有結(jié)構(gòu)上調(diào)整。

肺魚(yú)保留了祖先的雙呼吸系統(tǒng)，在動(dòng)蕩環(huán)境中活成“生存大師”；鯨類(lèi)則把陸生肺改造成水下氣罐，以高效供氧支撐起海洋霸業(yè)。

人類(lèi)在胚胎期短暫出現(xiàn)的“鰓跡”，則是遠(yuǎn)古祖先留給我們的進(jìn)化明信片，見(jiàn)證著那條登上泥灘、用簡(jiǎn)陋?dú)饽液粑諝獾挠赂业聂~(yú)。

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