生物是什么时候进化出屁股的？ 第1页

哈哈哈哈哈哈 这是一个非常不错的问题

我们首先来看一下屁股的构成

屁股包括两个部分——骨盆及其周围的组织和肛门。虽然由于社会文化的关系，人们可能羞于提及这个部位，但是屁股毫无疑问是一个非凡的结构，在许多关键的生物学过程中起着核心作用，它不仅能帮助人类进行直立双足行走，并且在分娩和体温调节方面也有至关重要的作用。另外位于两瓣屁股之间的肛门作为消化道的出口，我想用一个情境来体现它的重要性——如果有一天这个开口被堵住，那应该是天底下最大的灾难。

目前的科学研究并不能解释肛门的起源

在生物进化研究中，嘴巴和肛门的重要性几乎是相等的，它们共同构成了消化道的两个开口，使得食物可以单向通行并且经过多重加工来保证高效利用，而且这种结构保障了进食与消化可以同时进行。然而在人类社会中二者的文化意义却差距极大，在日常生活中随意地提及这两个字甚至会被视为冒犯，这导致了研究肛门进化的科学家都明显少的可怜。目前人们并不清楚肛门的起源，不过还是有一些共识的，生物一开始是没有消化道的，后来出现了单开口的消化道，最终形成了双开口的消化道。

在对陕西南部宽川铺生物群中微型动物化石的研究^[1]中，发现了最古老的原始后口动物——冠状皱囊动物（Saccorhytus），出现在距今5.35亿年前。它被认为是脊椎动物最古老的祖先，成体大小只有1毫米，腹面有可伸缩的环状口部。它没有明显的肛门，也就是说，它通过同一个开口摄入和排出食物。

之前我们一直认为海葵、海绵和水母是只有一个消化道开口的，而2019年在对现生栉水母的研究^[2]发现，淡海栉水母（Mnemiopsis leidyi）可以通过肛孔排出食物残渣，然后用完之后这个肛孔就会消失。科学家尚未搞懂这其中的原理，有一种可能性是栉水母在几亿年中独立于其他动物进化出肛门状的小孔。也有可能是肛门曾在某种远古动物中出现过，随后在海葵、水母和海绵身上消失了。

我们目前并不清楚肛门的起源，栉水母可能是最早出现肛门的物种。

人类骨盆最早出现在鱼类身上

四足动物都是起源于肉鳍鱼。肉鳍鱼与我们常见的辐鳍鱼是有很大不同的，肉鳍鱼的鱼鳍有中轴骨，这为进化成人类附肢提供了物质基础，也由此开启了一段波澜壮阔的生物进化历程^[3]。

鱼类在水中进化出四肢，这时候肉鳍鱼的腹鳍开始与脊柱相连，出现了骨盆的初步模型，四足动物的雏形开始出现。

这同样也在现生辐鳍鱼类中也得到了一些印证^[4]，泰国山洞中的洞穴天使鱼（Cryptotora thamicola）可以逆着瀑布水流的方向往前行进，这与原始四足动物的步态比较类似，它的骨骼结构为我们理解生物进化提供了一些启发。

我们可以看到骨盆的原型结构首次出现在鱼类身上，然后随着鱼进化成人，骨盆的结构在这个过程中也发生着变化^[5]，运功需求的加大让股骨变得往垂直化方向发展。

为了有效地利用双腿来行走，人类的骨骼必须要向新的形态变化，这就会影响到骨盆形态，骨盆由三部分构成：两块髋骨和一块骶骨，每块髋骨是由3个骨骼构成（髂骨、坐骨和耻骨），它们在生长和发育过程中逐渐融合在一起。人类作为双足直立行走的生物，不仅与最早的骨盆结构有极大的差异，与灵长类的亲属也有很大的差异。

我们可以看到随着生物进化，人类的髂骨通常会变得更短、更宽、更弯曲，股骨变得更加细长，这意味着人类骨盆由长而扁平的形状变成短而宽的碗状。骨盆经历了数百万年的进化，才形成现今的状态。

随着骨盆形态的改变，与之配合的肌肉也发生了相应的改变以适应运动需求。同时人类的脊椎变成s型，这使得人类双足行走的时屁股变成了承重区，这需要臀部肌肉的支撑。这也使得人类的臀大肌与其他物种有着极大的区别。

比较解剖学对比了猩猩和人类的臀大肌^[6]，解剖结果表明人类只有臀大肌，并没有黑猩猩那样的股骨臀大肌，但是人类的臀大肌比黑猩猩的臀大肌更大更厚。臀大肌是腿部的主要驱动力。当我们需要进行姿势改变时，也需启用臀大肌作动力肌肉。这种结构的肌肉使得人类更加灵活，擅长快速改变姿态。举重运动员和短跑运动员的臀部比较结实也是由于臀大肌发达的缘故。

由于屁股并不是严格的生物学名词，这个概念对于不同的人来说可能有着完全不同的定义。

如果仅仅定义为肛门，肛门的起源依然困扰着科学界，不过我们还是相信肛门出现在寒武纪物种大爆发之前，科学界也认定肛门的起源应该从无脊椎动物下手开始查找起源，但是由于化石证据的缺失，目前偏向于认为可能起源于栉水母。

如果定义为骨盆，这个最早应该出现于鱼类。如果定义为人类这种屁股，那可能出现并没有多久。今天的智人与早期人类的骨盆差异还是挺大的，由于人类社会的审美，我们还是觉得同类最美。

参考

1. ^Han, J., Morris, S. C., Ou, Q., Shu, D., & Huang, H. (2017). Meiofaunal deuterostomes from the basal Cambrian of Shaanxi (China). Nature, 542(7640), 228–231. doi:10.1038/nature21072  https://www.nature.com/articles/nature21072
2. ^Tamm, S. L. (2019). Defecation by the ctenophore Mnemiopsis leidyi occurs with an ultradian rhythm through a single transient anal pore. Invertebrate Biology. doi:10.1111/ivb.12236  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ivb.12236
3. ^Tom Hogervorst, Heinse W Bouma & John de Vos (2009) Evolution of the hip and pelvis, Acta Orthopaedica, 80:sup336, 1-39, DOI: 10.1080/17453690610046620 https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17453690610046620
4. ^Flammang, B., Suvarnaraksha, A., Markiewicz, J. et al. Tetrapod-like pelvic girdle in a walking cavefish. Sci Rep 6, 23711 (2016). https://doi.org/10.1038/srep23711 https://www.nature.com/articles/srep23711
5. ^Hogervorst, T., & Vereecke, E. E. (2014). Evolution of the human hip. Part 1: the osseous framework. Journal of Hip Preservation Surgery, 1(2), 39–45. doi:10.1093/jhps/hnu013  https://academic.oup.com/jhps/article/1/2/39/2188451
6. ^Lieberman, D. E. (2006). The human gluteus maximus and its role in running. Journal of Experimental Biology, 209(11), 2143–2155. doi:10.1242/jeb.02255  https://jeb.biologists.org/content/209/11/2143