为什么地球上大部分的脊椎动物都是一个头，两只眼，一个鼻子，一张嘴巴，还有一根舌头？ 第1页

题主的问题，相当于在问：

脊椎动物的神经系统和感觉器官，是如起源的？

35亿年前，原核生物已经有了应激性。

21亿年前，起源于内共生的真核生物，可能已经有了感光的眼点。

10亿年前，起源于领鞭毛虫的多细胞动物（如，海绵动物），虽然还没有神经系统，但细胞之间已经有了特殊的联系。细胞聚集起来，形成了原始的运动“器官”和感觉“器官”。

6.8亿年前，埃迪卡拉动物群，水母等刺胞动物，形成双胚层的身体结构，在原始感觉的基础上，演化出了最早的神经系统——网状神经系统。

它们的神经十分的简单，丝状突起的神经细胞构成原始的神经网络。

它们没有高级神经元的突触连接，没有神经节，也没有神经中枢。

它们的信号传导是无定向的，刺激身上的任何一处地方，都能引起全身性的反应，可以说是没有“大脑”。

6亿年前后，刺胞动物的浮浪幼虫，演化出了原始的三胚层动物。

例如扁形动物。

相比起水母等动物，它们的神经系统更加的集中，才有了“脑”的雏形。

原始“脑”后有着纵横的神经索，比刺胞动物的神经系统更加的发达。

但比起高级神经系统来说，它们的神经细胞是分散在神经索中的。当纵神经索合并，则形成梯式神经系统，出现最早的神经中枢。

为了高效的摄食、躲避天敌，神经系统朝着一个方向集中，是最具有优势的，这是演化出一个头的基础。

• 水母类动物，虽然不算真正的具有头部，但何尝不可以把它身体的各个部位都看做“头部”。因为身体神经控制不能统一，生存能力也就弱了很多。这也是为什么大部分的水母都演化出了剧毒，才得以繁衍了数亿年。

5.4亿年前，原始两侧对称动物，形成了原口动物和后口动物两大分支：

生物进化成多细胞动物之后，就渐渐有了口，但却只有唯一的口吃喝拉撒，叫做原口。一直到扁形动物，都是无体腔、无肛门的动物。但随着生物的演化，无体腔、无肛门，自然不能再满足更高的生存竞争。

• ps：腔肠动物看起来似乎有体腔，但其实它们的“腔”相当于我们的肠道。

早期两侧对称动物，通过不同的方式形成体腔，并再次开了一个口：

原来的口还是作为嘴部，后开的口作为肛门的，就是原口动物。而反过来，原来的口作为肛门，后来开的口作为嘴部的就是后口动物。

• 常有人说，我们后口动物，把肛门当做嘴巴。但从生物演化的角度来说，只有原口曾经才又是嘴巴又是肛门。后来开的口，可是从来没有当过肛门。（摊手）

无论头足纲的软体动物，还是昆虫、龙虾等节肢动物都是原口动物；而海星等棘皮动物、头索动物、所有鱼类、两栖爬行、哺乳、鸟类等脊椎动物都是后口动物。

能够追溯到的人类最早祖先的后口动物，是5.4亿年前的这玩意儿——冠状皱囊动物：

动物为什么只演化出了一个口？

试想一下，对于冠状皱囊动物这种原始的动物，多开一个口。

它不仅不能增加摄食能力，反而吃掉的东西都会漏掉。而生物的演化过程，是以原始的地基不断搭建而来的。开口涉及到整个原肠胚的变化，新开口相当于推翻最开始的演化路径，对于演化树上更后面的动物是不可能的。

冠状皱囊动物所处的时代，正进入寒武纪，生物迎来前所未有的大爆发。

早期原口动物的神经系统，进一步合并。

线虫第一次出现神经环和神经节。

神经进一步合并，环节动物形成链状神经系统。而节肢动物在链状神经的基础上，发育出真正意义上的脑。

发达的链状神经系统和脑，是演化史上的一大飞跃，这也是缔造寒武纪繁荣的基础。

链状神经系统，分成中枢和外围两个部分。

脑和腹神经索属于中枢神经系统，各节神经从脑延伸到身体各个部分形成外围神经系统。在神经系统中，神经细胞汇聚成神经节，神经纤维聚集成束。

和原始的扁形动物相比，链状神经系统中，脑已经处于优势地位，腹神经索受到脑的控制。为了足够快速的神经传导，节肢动物往往形成巨大的神经（巨神经纤维）。而且有研究证明，节肢动物的大脑已经能形成记忆。

正是因为链状神经系统前所未有的优越性，在早寒武纪时代，海洋出现了第一代掠食者：奇虾。

和后世的霸主相比，奇虾并不算大，但口器却长达25cm，在原始的海洋里可谓是所向披靡。

在强大的生存压下，后口动物的一支也快速演化。

神经系统有了前所未有的演化方向：直接合并中枢神经。

神经索卷成管状，并在身体背部形成起到支撑作用的脊索。

于是，在早寒武纪海洋内，诞生出现了最早的脊索动物——皮卡虫：

皮卡虫应该是更接近于文昌鱼的一种原始脊索动物。

不难发现，无论节肢动物也好，脊索动物也罢，在寒武纪都已经形成了真正的眼睛。

虽然这是生物大爆发，竞相演化的结果，但眼睛的出现，从两侧动物起源之时，就已经埋下了伏笔。

在扁形动物中，有一个叫做PAX6的古老基因，这个基因令扁形动物头部，出现了能够汇聚色素的凹陷。这个凹陷，可以说是，眼睛的最初形态。

扁形动物作为两侧对称动物，左右分别一个眼点，无论捕食或者躲避天敌，是能保证生存的最少眼睛数目。

为什么后来的两侧对称动物，都具有PAX6基因？

我们可以这样认为，没有PAX6基因，不具有更强感光能力的动物，都被吃灭绝了。

原始的节肢动物、后来的头足动物，以及脊索动物，循着PAX6基因提供的原始模板，打造了三个完全独立的视觉进化之路。

但无一例外，唯一真正演化出脑的动物，才演化出了眼睛。

那么，为什么主要的动物都是两只眼睛？

除了海星之类的辐射对称动物之外，两侧对称动物的形体，眼睛只能在某一个侧面。无论那一侧缺少视觉，都可能不利于生存。

但眼睛太多，会有着更高的消耗。如果相比较于两只眼睛，产生的优势，不能弥补多余的消耗，则会对生存不利。

在千万年的演化过程中，不断迭代，生存下来的两侧对称动物，自然大多数都拥有了左右成对的眼睛。

由于节肢动物属于链状神经系统，所以眼睛也和脊椎动物不同，可出现多对眼睛的情况，但一般都是左右对称分布。

在眼睛诞生之时，脊索动物的嗅觉也已经起源。

例如文昌鱼具有嗅窝，甚至就连原始脑泡发出的两根神经中，除了视神经之外，还有一根是嗅神经。

5.3亿年前，云南澄江动物群的“昆明鱼”和“海口鱼”被认为是最早的脊椎动物。

从它们的那一刻，嗅窝也逐渐演化成了鼻孔。

它们属于盲鳗纲，无颌鱼类。

从盲鳗单鼻孔的生理特征来看，“昆明鱼”应该也是单鼻孔的。

4.8亿年前的奥陶纪初期，不仅有一两米的的海蝎子称霸，也有近10米长的房角纵横。

能与节肢动物并肩竞技，作为软体动物，房角石的神经系统，在原口动物中也颇为先进。

它们合并神经索，演化出原始软体动物的神经系统（无神经节）。

后世演化中，较高等（例如腕足类，章鱼）的有脑、足、侧、脏4对神经节的分化。

其中，头足纲的神经系统，也是无脊椎动物中最发达的。

在海蝎子和房角石的制霸下，也迫使早期鱼类快速演化，拥有了史无前例的竞争能力。

例如下颌的出现，铠甲的出现，偶鳍的出现、髓鞘的出现：

随着全面升级，神经系统和感官也越来越发达：

嗅觉在提升过程中，鼻孔发生了更利于生存竞争的演化，出现了双鼻孔。

通常鱼类都有双鼻孔。

每个鼻孔又有一对孔（实际四个鼻孔）：前鼻孔和后鼻孔。

鱼类运动时，形成快速水流。水流穿过前鼻孔，然后从后鼻孔流出。可令嗅囊内部敏感的感受器，单位时间从水流中捕捉到的气味分子，比头顶没有水循环的单鼻孔效率高出了很多倍。

• 一般的鲨鱼能够嗅出水中1ppm（百万分之一）浓度的血腥味。

相关的特征，令鱼类繁荣了整个海洋，彻底碾压海蝎子和房角石，尤其是盾皮鱼中的邓氏鱼，体长达近10迷，称霸了整个泥盆纪。

3.6亿年前，鱼类登岸演化成四足动物之后，鼻子不再有感知水体作用，保留嗅觉作用，再与肺连通，作为呼吸的开口。

两鼻孔不同的流速，能增强嗅觉。同时双鼻孔，也能避免单个鼻孔堵住的死亡风险。

从而在后续演化过程中保留了两个外鼻孔。

至于舌头，也是在脊椎动物诞生时就已经出现（头部骨骼可附着舌头）。

一开始舌头仅仅作为辅助吞咽，只有一个嘴，自然只有一张舌。

由于鱼类生活在水中，所以它们的味蕾分布很广，唇、口腔、咽、食道，乃至于头、尾、体侧都可能存在味蕾。

味蕾主要分布在舌头，也是登陆以后得事情了。

总之，从鱼类登陆那一刻开始，神经系统和感觉器官也都有了基本的框架。

后续的演化过程，都不出这个框架。

而其他的器官演化，也是同样的道理。