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长颈马(Dire Horse),潘多拉星球的代表性六足生物之一

阿凡达全球热映,潘多拉星球上的各色土著生物也着实风光了一回——多长两条腿果然要生猛一大截,可怜的四肢人类动用了高科技都一败涂地。但为什么地球上的大型动物都只有四肢,而不向潘多拉的先进动物学习呢?

对此,大概有人会回答说:环境不同嘛,地球更适合四足动物的生存,所以生物当然要演化出四肢。至于具体怎么个适合法,他们就语焉不详了……但是总归四条腿是最适合地球陆地生活的数目;反正没有切实证据,谁也没法反驳。腿不就是用来走路的吗?

这种人叫做极端适应论者,他们相信生物的一切属性都是对环境的适应,正如十九世纪的自然神学家们一样——不过那时他们对此的解释是上帝的智慧和仁爱,而现在的解释则是适者生存。至于怎么个适应法,留待别人慢慢研究去,早晚有一天会找到。

问题是,自然界的现状似乎不那么完美,总能找到几个特征,似乎不起任何作用,甚至不利于功能的实现。这些不完美是说明撒旦在捣乱,还是科学家不够努力?其实原因很简单:演化是一个长期积累的过程,这些性状不过是历史遗留。演化不是发明家,没法像神创论那样凭空蹦出来一整套新东西;它更像修补匠,虽然偶尔有灵光一闪,多数时候还是拆东墙补西墙。尤其是像肢体数目这样牵涉到整个身体架构和发育程序的事情,更是难得改变——人们确实发现过像六腿牛这样的个体,但是它们多余的腿都是挂在稀奇古怪的地方,又瘦又小,完全没有作用。所以,四肢可能不是天生用来走路的,而是迫于环境改变而挪用过来的,顺带继承了“四”这个数。正如人类的听小骨本来属于下颚,蝙蝠的指间薄膜充当了翅膀,或者熊猫的腕骨变成了额外的“拇指”一样。倘若如此,那么腿数和走路就没什么关系了。

棘螈,Raul Martin所绘复原图。

棘螈,Raul Martin所绘复原图。

事实好像真是这样。棘螈(Acanthostega)是已知最早的四足动物之一,但它好像完全不适应陆地行走:指骨明显,却没有手腕和脚踝,无法像现生动物一样弯曲支持;四肢细长,下肢骨和脊柱的连接松松垮垮,承受不了多少重量;肋骨又短又细,无法支持内脏器官;还有一条粗大的尾巴,其上还有骨质的鳍;最重要的是,它有和鱼类似的鳃。不管怎么说这都不像陆生动物。实际上,现在学界更倾向于认为虽然已经有了四肢,它却依然生活在植被繁茂的浅水中。没人知道它为什么会长出肢体:可能是性选择,可能是用来拨开水草的,可能要在逃命时提供额外的推力;但肯定和“走路”无关。

再往前看,“四足”的“四”也并非源于四足动物。它们的肢骨来自鱼类的侧鳍,而侧鳍的数目也是4(包括一对胸鳍和一对腹鳍)。它们的出现有利于协调鱼类运动。至于为什么是两对,现在认为这很可能是发育机制造成的偶然结果。无论如何,早在动物登上陆地的1亿多年前,4这个数字就已经偶然地定下了。

明白了这一点,那些外星生物为什么是“六足”的问题也就迎刃而解了:它们由打N多年前的共同祖先开始,就一直是六足生物嘛;两种大“翼龙”也不过是前肢特化成了翅膀。不过既然这样,为什么电影中的Na'vi人又只有四肢呢?这里面存在三种可能:

首先,他们可能原先也是六足动物,但有两肢退化了,就如同地球上的蛇一样。退化原因咱不知道,毕竟咱不清楚外星球的地质和环境历史(其实矿业公司肯定要带一大批地质学家的,只不过商业机密不肯告诉咱们罢了)。但是这很容易验证:X光透视很可能找得到另外两肢的残骸,而外星人的胚胎发育过程也会留下痕迹,就像我们的胚胎发育还留下鳃的遗迹一样。

其次,他们可能和其它生物来自不同的演化谱系。这也不稀奇;假如有外星人来地球,很可能只注意到四足的人类和六足的大批昆虫,并得出类似的观察结论。人类对自己星球的了解都并不深入,初来乍到对外星球的生态全貌产生误解也非常正常。何况外星人和其它生物相似程度实在有限:那些动物大多身覆厚皮或鳞片,没有毛或者羽毛,明显是以爬行动物(尤其是恐龙)为蓝本设计的。这个假说也很容易通过比较解剖学验证。当然,外星人是否合作那就另当别论了……

最后,可能卡梅隆发现,假如这些外星人是六足动物,那么无论是“两手四足”,还是“四手两足”,都很难抓取相应的动作。而且让人类跟“六足生物”恋爱结婚,恐怕也很难给观众留下什么美好的印象吧。

本文删节版发表于《新京报》

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21 Responses to “潘多拉星动物为何有“六足”?”

  1. Moriaty说道:

    我爱avatar

  2. Moriaty说道:

    我爱avatar

  3. Lewind说道:

    沙发……

  4. 秋水仙素说道:

    演化不是发明家,没法像神创论那样凭空蹦出来一整套新东西;它更像修补匠,虽然偶尔有灵光一闪,多数时候还是拆东墙补西墙。

    看到这一句,猛然意识到是ent写的

  5. 拼音佳佳说道:

    如果我的一只脚痒痒了,我可以用另外一只脚给它挠痒痒,没了脚趾头,还真不过瘾

  6. papa说道:

    一部电影罢了,况且又是科幻,你就不能稍微放宽一下尺度吗?!
    真是一个没趣的人!

  7. silymore说道:

    删减了些什么

  8. fishred说道:

    智慧生物肢体应该是尽可能的少。本来有也肯定会退化。如果生活在陆地,行走最少需要两条,还要最少两条进行复杂工具制造,两手两足最优化。当然,如果有生活在水中或者致密大气中的,也许不需要腿,却会需要鳍状肢。
    就是大脑这台计算机的运作能力的限制原因,多一对肢体,相应的协调要占据大脑更多的运算时间,影响更高级神经功能运作。看看我们五根手指,能很灵活运作的有几根?

    Avatar 的想象力实在有限,我实际上只看到地球生物的变形和胡乱嫁接,比如奔跑的锤头鲨。

    • Ent说道:

      为什么是“尽可能少”?给个理由先……如果这样,那为什么人还留着五个手指呢?三只手每只三指绝对比两只手每只五指要好用……

  9. lalunasun这里下雪啦说道:

    囧了。。。说来说去就是人导演设定决定它必须得是六足的

  10. manfulg说道:

    为什么说人的脚趾头没有用处呢?可能因为现代人都穿鞋所以感觉不到它的作用,但如果你光脚的时候斩了脚趾头走路看看,尤其是湿滑的地面,保证会一步一趴!脚趾头对平衡及抓紧地面来说是至关重要的。我不明白作者为什么如此轻率地提出这种说法。

    • Ent说道:

      囧……我指的就是穿了鞋以后情况啊……这就是个例子表明环境改变了(有鞋了)之后原先有用的变成了没用的……

    • Ent说道:

      刚又讨论了一下,穿鞋之后的趾头作用还是挺不清楚的……嗯,暂时删去吧。

  11. Rouder说道:

    脚趾头对于练柔道的 和拔河的 一系列运动员都是关键的器官吧?

  12. Tikin说道:

    人的脚趾头用处很大,作者想当然了

  13. lasagna说道:

    传说是意识形态,是对客观世界的反映。
    传说中的‘马人’算是六足动物了。

  14. 雪儿说道:

    问问《阿凡达》的导演,就知道了

  15. 雪儿说道:

    潘多拉星球本就是虚构的,为什么大家对这问题绞尽脑汁地想。本人才疏学浅,不知道这和我们人类到底有多少关联?

  16. 黑白说道:

    导演为什么那么安排我们知道

    但是真要碰到这样的情况,100个生物学家,99个会猜纳威人和其余生物并非同源

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