哺乳动物为什么要憋尿？

哺乳动物之所以需要“憋尿”，或者更准确地说，是为了维持体内水分和电解质平衡，以及有效地排出废物，才演化出了复杂的排尿机制。这可不是一件简单的事情，背后涉及一系列精密的生理调控。

首先，我们得明白“尿”是什么。尿液是我们身体代谢的产物，主要是身体利用水来溶解并排出那些无用甚至有害的物质，比如尿素（蛋白质分解产生的废物）、多余的盐分（电解质）以及一些药物代谢物。如果这些东西长期留在体内，会影响细胞的正常功能，甚至中毒。

那么，为什么需要“憋”？这主要是为了 有效地收集和排出废物，同时最大程度地保留身体必需的水分和有用的盐分。

想象一下，如果身体一产生一点尿液就立刻排出去，那意味着什么？
水分大量流失： 尤其是对于生活在干旱地区或者需要长途跋涉的动物来说，每一次排尿都是一次宝贵的水分损失。如果能延迟排尿，就能让肾脏有更多时间来“重新吸收”尿液中的水分，浓缩尿液，从而最大限度地减少水分的流失。
废物排出效率低： 肾脏是一个高效的过滤器，它需要一定的时间来收集和处理代谢废物。如果每次排尿量都很小，那么频繁地排尿反而会消耗更多的能量，而且浪费了肾脏进行浓缩和再吸收的“机会”。

从生理机制上说，哺乳动物的“憋尿”能力主要依靠两个关键部位：

1. 肾脏的功能： 哺乳动物的肾脏非常强大。肾脏的基本单位是肾单位，里面有一个叫做“肾小管”的结构。当血液流经肾脏时，一部分液体（包括水、盐、尿素等）会被滤过进入肾小管，形成原尿。在原尿流经肾小管的过程中，身体会根据需要“有选择性地”将大部分水分、葡萄糖、氨基酸和一部分盐分重新吸收到血液中，只留下多余的盐分、尿素和一些其他废物形成尿液。这种“重吸收”的能力越强，尿液就越浓缩，身体也就越省水。不同哺乳动物，尤其是在不同生存环境下，肾脏重吸收水分的能力差异很大，这也解释了为什么有些动物（如骆驼）可以非常耐渴，而另一些（如老鼠）则需要频繁饮水。

2. 膀胱和尿道的控制：
膀胱： 膀胱就像一个可伸缩的“储尿袋”。它的壁上有特殊的平滑肌，能够随着尿液的 filling 而扩张。当尿液积累到一定程度时，膀胱壁的神经会向大脑发送信号，产生“尿意”。
尿道括约肌： 尿道是排出尿液的通道。在尿道的出口有两个括约肌：内括约肌和外括约肌。
内括约肌： 这是一个由自主神经系统控制的“不随意肌”。它在平时是收缩的，阻止尿液流出。只有当膀胱充盈到一定程度，并接收到排尿的信号时，它才会放松。
外括约肌： 这是一个由我们意识控制的“随意肌”。我们之所以能“憋住”尿，主要就是靠它。当我们感受到尿意，但环境不合适排尿时，我们就会主动收紧外括约肌，阻止尿液排出。

为什么要有这种“控制”？

这涉及到行为和生存的策略：

社会性动物的信号： 对于生活在群体中的动物来说，随意排尿可能会暴露自己的位置，尤其是在捕食者面前。因此，有意识地控制排尿，选择隐蔽的时间和地点排尿，是躲避天敌的一种策略。
能量的节省： 频繁地排尿，尤其是低浓度尿液，会消耗更多的能量和资源。通过“憋尿”并有效浓缩尿液，动物可以减少不必要的消耗。
环境适应： 很多哺乳动物生活在水资源相对匮乏的环境中，比如沙漠。在这种情况下，最大限度地保存水分至关重要。肾脏的强大浓缩能力配合膀胱的“憋尿”功能，是它们能够生存下来的关键。
排泄的时机选择： 有时，动物可能需要等待更安全、更方便的时机来排泄。比如，一只正在进食的食草动物，如果立刻因为尿意而分散注意力，可能会错过捕食者的到来。

所以，与其说是“憋尿”，不如说是哺乳动物演化出的 高效的废物处理和水分维持系统，它结合了肾脏的过滤浓缩能力，以及神经和肌肉对膀胱和尿道的精妙控制，这一切都是为了在复杂的环境中更好地生存和繁衍。这是一种聪明而有效的生存智慧。

网友意见

好问题

就现在来看，膀胱的功能——贮存尿液——对人以外的动物而言似乎并没有什么意义，然而不仅是哺乳动物，许多的陆生脊椎动物都长有膀胱，这说明膀胱很可能在四足动物登陆后不久就出现了，并且还被之后分化出的大部分类群一直保留到了今天，只在鸟类及水生种等少数类群中出于这样那样的原因才退化消失

从解剖学上看，膀胱毋庸置疑是一段膨大增厚的输尿管。膀胱在各个类群之间的组织学差异可以非常大：鱼类体内产生的大部分含氮废物经由鰓呼吸排出，但在淡水或汽水环境中，鰓排出尿素的效率降低，需要另外的途径辅助排泄，这便是催生泌尿系统的最初的选择压；而膀胱与下尿道在现存的淡水鱼类身上相当于肾小管的延伸，只有一层上皮细胞，可以直接参与电解质交换，帮助鱼类回收一部分物质

该功能后来被一部分两栖类发扬光大，而它们的膀胱已经有了一定的贮存尿液的能力。对于两栖类来说，膀胱的容量很大程度上与所属物种栖息地的湿度负相关。一个例子是生活在北美中西部干旱地区的大平原蟾蜍bufo cognatus，它的膀胱最多能容纳与它自己等重的液体，可以说是非常能憋了。

这种变化的原因很好理解：两栖动物对水的高需求让它们不得不最大限度地利用水分，因此尿液中的水自然要尽量回收，膀胱之于它们就类似于一个随身携带的水壶

到了哺乳动物这里，膀胱内侧被三层厚厚的上皮细胞覆盖，肾脏内的重吸收也使得尿液中的尿素浓度非常高，这时膀胱还要重吸收就是件得不偿失的事了。可膀胱非但没有消失，反而分配到了发达的肌肉：膀胱或者说憋尿除了上述的功能外，在生命中许多时刻还起到了一项生死攸关的功能：

反跟踪

一类纪录片中常见的捕食场景可以帮助读者理解这种效用：很多毒蛇的身体能力无法承担高烈度的搏斗，尤其作为武器的毒牙本身又异常脆弱，因此它们需要尽可能缩短战斗时间。为此，现生的有毒蛇类大致发展出了两种捕猎策略：

第一种以眼镜蛇科为代表，在注毒后暴力控制猎物直至毒素发作，这通常要求捕猎者在进化中加快毒素的发作速度，使猎物迅速失去反抗能力，以降低受伤的风险。有了这一需求，也就无怪乎太攀蛇和海蛇这两类毒性最烈的蛇都出自眼镜蛇科了

另一种是以蝰科为代表的闪击式，即在注毒后立即抽身远离猎物，静待其毒发身亡。但这一策略有一个缺陷，那就是在毒素尚未生效的时间里猎物是可以自由活动的，那等到被毒死时，它可能已经跑到猎食者视野外了。这时要如何追回跑出视线的猎物呢？

（勘误：之前配图的加蓬咝蝰其实也是咬住猎物不放而非闪击式，感谢评论指出）

进化已经给出了答案。采取闪击式捕猎法的蛇的毒液往往能使猎物出现尿失禁的症状，这样猎物逃走时边跑边尿，就会留下一道尿路痕迹，寻着这道痕迹，蛇就能提高追回猎物的概率^[1]

这给了我们一个重要的启示：肾脏每时每刻都在过滤废物，也就是说动物每时每刻都在产生尿液，如果控制不住排尿，动物就会在身后留下一条不间断的气味痕迹，这就相当要命了；而如果有了膀胱，气味痕迹就会中断，气味线索就更难被追踪

为了定量研究这一作用，研究人员建立了一个二维网络上随机游走的模型，模拟单个捕猎者与猎物间的发现和追逐场景^[2]。研究结果显示，在追猎阶段，膀胱导致的不连续尿迹将给猎物侧带来巨大的生存优势，模拟中只经历了大概一千年的世代，猎物的膀胱就基本具备了储存能力

参考

1. ^ https://www.researchgate.net/publication/235773939_Molecular_basis_for_prey_relocation_in_viperid_snakes
2. ^ https://link.springer.com/article/10.1007/s42452-019-1692-9

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