屁的演化:有的动物一屁定生死有的动物把屁进化成了绝技!

产品详细

  放屁对人类来说,除了尴尬外,是一个非常无用的设定。但对很多动物来说,却是生死大事儿!

  第一种,我们说话或吃饭吞进去的空气。 第二种,肠道内菌群发酵食物产生的气体。 第三种,通过血液渗入肠道的气体。

  第一次演化出了嘴巴,第一次有了最早的「肠道」,第一次开启了「大鱼吃小鱼」的掠食法则。

  虽然它们的「肠道」只是非常简陋的腔体,被称为腔肠,但已经来了一群神秘的不速之客——细菌。

  是的,动物第一次有了「肠道」,细菌就开始安家。大肠杆菌为首的造屁菌,就慢慢的开始分解食物残渣进行造屁了[1][2]。

  理论上动物第一次出现了「肠道」就学会了放屁,但由于此时只有一个口,还没有真正的肛门,所以约等于用嘴放屁。

  不要以为后来演化出了真正的肛门,就不会用嘴放屁了。用嘴放屁这个设定,一直延续了整个生物演化史6.5亿年。

  虽然水螅、水母等刺胞动物是第一次学会放屁的动物,但由于「肠道」过于简陋,气体都溶解在水中,无法积累,因此并不能放出实质性的屁。

  无论原口动物还是后口动物,都是从类似水母浮浪幼虫这样的蠕虫状动物,演化而来的。随着它们的身体结构演化得足够复杂,肠道也变得复杂了起来。

  肠道延长,产气菌群变多,随着气体积累,它们自然逐渐掌握了真正的放屁技能。

  最早能放出实质性屁的动物,原口动物以节肢动物为代表,后口动物以鱼类(广义)为代表。这两种动物,最早都是从寒武纪开始出现。

  一种名叫洛玛米亚(Lomamyia)的毛蛉虫,在幼虫阶段,会通过放屁麻痹白蚁,接着进行捕食[3]。当然,它们的屁和普通的屁也不一样,进行了升级,富含化学物质。

  用屁防御,其实是昆虫很常见的技能。像射炮步甲这样的动物,还它们演化出了专门的「喷射装置」。

  当射炮步甲受到威胁的时候,会混合身体内储存的过氧化氢和对苯二酚,并通过催化剂生成高达100℃的苯醌溶液,同时喷射出去。

  这种特殊的屁,极大的提升了它们的生存能力,不仅蚂蚁在它们的屁中犹如经受狂风骤雨,甚至就连蟾蜍吃了它们,都得老老实实的再吐出来。

  例如,开篇提到的灰鳉(Bolson pupfish),便因为夏季吃藻类的时候,常常把藻类产生的气泡也一并吞入腹中,从而很容易造成腹胀。

  而同样喜欢吃藻类的透明仔稚鱼,甚至有可能因为藻类还能继续在肚子内进行光合作用,而最终被屁给撑死。

  鲱鱼就是「有用化」放屁的大师级鱼类。它们通过放出1700~22000赫兹的高音脉冲屁,在黑暗环境中闻着屁味交流,畅谈鱼生[4][5]。

  谁能想到,死后被制成重口味罐头的鲱鱼,活着的时候,便过着非常有味道的鱼生。

  要观察到实质性的放屁,就比在水中难多了。其实热成像仪也看不到屁,网上流传很广的一些动图,其实是制作团队,后期增加的特效。

  通常认为,那些肠道较短,括约肌不发达的动物,没有凝聚或放出实质性屁的能力。例如,今天的青蛙便没有被观察到过放屁。

  而会放屁的动物,在屁的运用上,也已经越来越多样。例如,今天的索诺兰珊瑚蛇(Micruroides euryxanthus)[6],会通过泄殖腔吸入空气,遇到天敌的时候,会用括约肌全力释放,发出响亮的屁声,把掠食者赶走。

  3亿年前,哺乳动物祖先合弓纲这一支演化出了最早的大型植食性动物,以盘龙目的卡色龙科动物为代表。它们中最大的杯鼻龙(Cotylorhynchus)体型达到6米,拥有巨大的肚子。

  可以想象,植物在它们富含菌群的肠道内发酵,可以产生大量的屁。它们的屁声,或许如同大象放屁一样,持久而恢弘。嗯,大象每天的放屁量是3400升,相当于人类的3000~10000倍。

  2亿年前的侏罗纪早期,恐龙便开始大型化,蜥脚类中出现了近10米的雷前龙(Antetonitrus),到侏罗纪中晚期便发展出了20米以上的、梁龙(Diplodocus)、圆顶龙(Camarasaurus)、腕龙(Brachiosaurus)等等,它们一直繁荣到了白垩纪末期大灭绝的前夕。

  几乎所有的动物都会借助肠道菌群来消化食物,我们人类也不例外。以后会专门出一期肠道菌群与动物关系的视频,今天就不细说了。

  总之,对于植食性动物来说,往往需要借助大量的肠道菌群来消化食物,所以一般具有特殊的肠道结构。由于肠道软组织难以留存,很难形成化石,我们今天已经不知道这些巨型恐龙的消化道是如何的。

  但它们有很大的可能性是像马等非反刍动物那样,具有发达的后肠,里面有着大量的肠道菌群。

  前肠、中肠、后肠的关系,就不细说了,大致以十二指肠和横结肠作为中间的分界。不了解的可以暂停,看下这张图。

  由于吃得多,消化道长,肠道细菌多,恐龙天天都会放出大量的屁,可以说它们恢弘的屁声足足响彻了地球1.5亿年。

  通过建立模型推算,英国学者发现,这些蜥脚类恐龙放屁量是如此巨大,乃至于每年的甲烷排放量就达到了惊人的5.2亿吨,和2023年全球甲烷排放量的5.8亿吨非常接近。

  甲烷是最主要的温室气体之一,根据不同的研究模型,相同甲烷的温室效应是二氧化碳的25~120倍[8]。

  因此,研究者认为,恐龙统治时期的全球平均气温,比现今高10℃左右,便是因为恐龙放屁带来的温室效应。

  说实在的,如果这点甲烷量就能导致恐龙灭绝,那今天的人类也早就已经灭绝了。

  其实,人类今天面临的气候危机也和屁有关,全世界白蚁放的屁提供了全球甲烷排放量的1%~3%[9],而人类畜牧业排放的温室气体,占全球总排放的15%左右[10],其中甲烷量超过1亿吨,达到人类活动排放量的32%[11]。

  由于它们的肠道菌群主要在前肠,所以这些「屁」主要是通过打嗝从嘴排放出去。一些西方国家为了遏制畜牧业的温室气体排放,慢慢的开始向牛羊征收“放屁税”了。

  刚才我们提到,蜥脚类巨型恐龙的屁声轰隆了1.5亿年,但其实并不是所有恐龙的屁量都很大,近鸟类恐龙的屁量就很小。乃至于演化成鸟类之后,因为消化道太短、肠道菌群少,食物基本上在肠道内梭哈一下,就排泄了,所以基本上不会放出实质性的屁。

  所以哪怕今天,人类每年消费600亿只鸡,也不需要过多的担心养鸡造成气候变暖问题。

  如果说鸟类是脊椎动物中普遍性放不出屁的动物,那么树懒就是哺乳动物中唯一放不出屁的动物。

  由于行动缓慢,消化也十分的缓慢,树懒足足长达一周的时间,才会排一次便。所以,它们通常是不会放屁的。

  但肠道内存在菌群,它们总是会产生屁的。它们产生的屁不像反刍动物那样位于前肠,而是位于后肠。由于肠道蠕动的单向性,以及胃幽门的阻隔,屁是不会往上跑的。

  这个过程嘛,其实是一个双向过程,溶解在血液中的气体可以变成屁,屁也可以变成溶解在血液中的气体,并最终通过肺部的气体交换,从嘴巴呼出。

  当树懒生病,体内产生大量的屁,无法及时通过这样的交换方式排放时,就可能撑得爆肚而亡。

  如果说屁对于树懒来说,是很危险的事情,那么放屁对海牛来说,却是最基本的生存能力。

  从6.5亿年前动物肠道能产生屁开始,再到5亿年前开始放屁以来,屁对于动物来说,可以是无用的,也可能是很危险的,甚至还可以是必要的生存技巧。

  而人类则可能是这方面的集大成者,虽然对于绝大多数人来说,屁没啥屁用,也不致命。但也有少数人,尤其是老年人,可能因为疾病等原因,最终腹部胀气而死亡。

  在生存技巧方面,也有人类以放屁为生,从中世纪到今天西方国家,都有放屁师(braigetoír)这个职业。

  正常人每天的放屁量是500ml~1500ml,通过6~20次排出来,这个量是完全不够表演的。但放屁师掌握了类似索诺兰珊瑚蛇那样用括约肌吸纳空气的能力,他们自由控制直肠,用屁制造各种节奏和频率的声响,与吟游诗人、竖琴一起搭配表演。

  日本江户时代,也有被称为“放屁男”的职业放屁师,头目被称为“雾降花开男”。他们似乎能力比当时的欧洲放屁师更胜一筹,能用屁模仿鼓声、狗吠、各式音阶的声音,甚至还能用射飞镖。

  在大自然演化力量面前,动物对屁的运用,相比起人类来说,还是有点小巫见大巫了。