用肺呼吸的动物进化成进气、排气分离的结构会不会更好？

这是一个好问题，就像动物为什么不会进化出轮子一样，有一些更合理而高效的结构为什么不会出现在生物体的身上呢，我们可以研究一下这个问题。

首先我们得问：

动物界中有没有进出分离的呼吸，一边吸气一边呼气的？

当然是有的，鱼类就是这种结构，只不过通过它们身体的不是空气而是水流。氧溶解在水中，通过鱼的口腔来到长满极细小血管的呼吸器官——腮。

在这里氧气分子和二氧化碳以及其它代谢废物因浓度而发生自由交换，也就是水中的氧比血液中的高，所以会自发地穿过血管壁进入血液，二氧化碳也是如此，只不过方向相反。

但是有一个问题，水并不一定会一直流动，所以要保持氧供应，就必须不断地主动制造水流，于是有了两种方案：

比较常见的是我们餐桌上出现多的硬骨鱼类，它们会不断吞咽水再将其排出。

另一种不太常见的是鲨鱼这样的软骨鱼类，它们就只能一生从来不间断地游泳来保持呼吸。

那么为什么这种进出分开的呼吸形式在上岸时被抛弃了呢？

因为空气的氧含量超级丰富，是正常氧溶解水体的20倍，而且非常稳定，不会因为生物过多、气压下降等因素急剧下滑，所以用肺呼吸的效率比腮不知道高到哪里去了。因而早期登陆时的动物因为有机会直接接触氧气，都是多种方式结合呼吸的，有些既有腮又有肺，比如现在非洲依然存在的肺鱼，它们与当初陆生动物的祖先类似。还有一些动物是皮肤与腮或肺同时工作，今天的两栖类动物如蛙其血氧的相当一部分来源依然是皮肤。

而无论是腮还是皮肤，都是要配合湿润的环境使用，而且呼吸过程中会大量丢失水分，这种效率不行副作用还非常大的结构在动物们向着更干燥严酷的环境进发时都被抛弃了，只留下了长在体内，可以高效呼吸的肺。

那么可能你们会有第二个问题了：

为什么肺不能像腮一样拥有两个口，一边进一边出呢？

这有两个方面的原因，其一是进化很难达成这样的结构，其二是一般动物也不会需要太高的呼吸效率，进化已经给出了足够高效的解决方案。

首先我们要知道肺是怎么进化来的，它受到与消化道发育同源基因的调控，你可以理解为肺是消化道的分支，而且肺的发育基因非常有趣，可以说它的发育过程就是不断地分支再分支，从而急剧地增加了表面积，人类的肺中有约7亿多个肺泡，总面积近100平方米。

而我们用肺呼吸的动物都是属于后口动物，能直通我们身体的就只有消化道这一条线路而已，这是胚胎发肓期就已经决定了的。想要在不断分岔发育的肺中进化出一个完全不影响正常结构而通到体外的结构几乎是不可能的事情。

(后口动物胚胎发育)

进化不是动画里的数码宝贝超进化，不会凭空产生一个全新的结构，只会在现有的结构上修修补补。比如六足动物的祖先一定也是六足，绝不可能从四足动物单独进化出一对全新的功能完善的足（但是六足动物退化成四足动物倒是完全有可能的）。

其次就是动物对于氧的需求，事实上人类已经算是耗氧相当高的动物了，人类的呼吸系统也相当发达，就目前的生理结构来说，是完全可以满足需求的。而陆生动物中阻碍它们新陈代谢速率的主要问题是散热而不是缺氧，比如猎豹在极速奔跑时，30秒内体温就可高达52度，直接到达了其身体的承受极限，所以在不缺氧的情况下，没有再向更高效率呼吸方式进化的需求。

那么自然界到底存不存在更高效率的呼吸方式呢？

答案是存在的，鸟类拥有一种被称为双重呼吸的特殊结构，他们肺的末端进化出了个9大型气囊，当他们吸入空气时，空气会穿过肺泡，最终聚集在气囊内。而当它们排出空气时，气囊内的空气就会再一次穿过肺泡，这样就等于空气被呼吸了两遍。

那可能有的朋友就会问：被呼吸过一次的废气再次通过肺不是没有利用价值了吗？其实并不是这样，每次我们呼吸只能利用到其中一小部分氧气，排出的二氧化碳也只占了很少的比例。鸟类需要飞翔，不仅要尽可能的减少自身的重量，而且在飞翔的过程中，还会因为胸部肌肉的紧缩而无法像静止那样呼吸，所以净化出了双重呼吸气囊这种特殊的结构，既可以减轻肺的重量，又可以增加效率，最重要的一点是这种改进还算是进化可以满足的范围之内。

这就是为什么动物不会进化出进气、排气分离结构的原因了。

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发布媒体：好百科 作者：酋知鱼