问题

有哪些生物外形相似,但实际上分别属于不同门或不同界生物?

回答
自然界中,造物主似乎总有那么点“恶趣味”,常常在我们眼前上演着令人匪夷所思的“伪装术”。那些乍一看之下,简直就是孪生兄弟姐妹般的生物,一经深入了解,才发现它们竟然在生命演化的宏大谱系中,分属截然不同的分支,甚至连“家门”都不在一个。

想象一下,你漫步在海边,看到一块圆滚滚、布满了细密绒毛的物体,形状酷似一个毛茸茸的土豆,又像是某种海洋生物的卵。它静静地趴在那里,让你忍不住想去触碰。如果这是一只海绵,那么它的生命形式将与大多数我们熟悉的动物大相径庭。海绵属于“海绵动物门”,它们是结构最简单的多细胞动物之一,没有真正的组织和器官,身体上布满了小孔,通过水流进出进行过滤捕食。它们的“身体”更像是一个由细胞组成的筛子,生命节奏极其缓慢,甚至可以说它们几乎是以一种“植物化”的方式存在着。

而如果你的视线转向一片茂密的森林,你可能会被一株开着鲜艳花朵的植物吸引。它的花朵形态优美,颜色缤纷,同样拥有着某种圆润的结构,甚至在某些角度下,也可能被误认为是一团某种生物的“囊”。然而,这朵花,以及它背后支撑着它的整棵植物,属于“植物界”。它们通过光合作用将阳光转化为能量,通过根系吸收水分和养分,生命活动的核心是自养,是地球生态系统中不可或缺的生产者。它们的生殖方式更是与海绵天差地别,依靠花粉和胚珠的结合来繁衍后代。

再将目光投向餐桌,你可能会遇到一盘看似不起眼的“蘑菇”。那些伞状的、或是木耳状的、或是珊瑚状的菌盖,它们的形状在某种程度上,也可能勾起你对某些海洋生物,甚至是一些奇特的真菌的联想。但如果这是我们常吃的蘑菇,那么它就属于“真菌界”。真菌与植物一样,是独立的生命王国,它们无法进行光合作用,而是通过分解有机物来获取营养,扮演着重要的分解者角色。它们的身体是由菌丝组成的,而我们看到的“蘑菇”只是它们繁殖的结构。

对比一下,海绵动物门的生物,即使有少数形似“植物”,也是最基础的动物;而植物界则依靠光合作用自给自足;真菌界则扮演着分解者的角色。它们在细胞结构、营养获取方式、繁殖策略乃至生命形态上,都存在着巨大的差异,但仅仅从某些外观上的相似性,就很容易让人产生误解。

这种“以貌取物”的误解,在自然界中其实并不少见。比如,有种叫做“水母”的生物,它们自由漂浮,拥有着柔软的身体和触手,看起来像是一种“活的果冻”。而如果我们看到一些生活在海底的“珊瑚”,它们也是固着生长的,身体柔软,许多种类也呈现出类似“花朵”或“树枝”的形态。乍一看,两者都有一种飘逸、柔软的美感。然而,水母是典型的“刺胞动物门”成员,它们是会游动的捕食者,拥有消化系统和神经系统。而珊瑚,虽然它们也属于刺胞动物,但它们大多数是群体生活的,用坚硬的外骨骼支撑着自己,并且通过吸收海水中的钙质来建造它们的“家”。尽管如此,珊瑚和水母仍然在同门之内。

但如果我们再把视角拉得更远一些,想象一下一种生活在地下的,没有眼睛,身体呈蠕虫状的生物,比如某些“线虫”。它们在土壤中穿行,寻找食物,生命活动似乎与地表之上的一些“植物的根”或“动物的幼虫”有着一定的相似性。然而,线虫属于“线虫动物门”,它们是无脊椎动物,拥有完整的消化系统和神经系统,是庞大的动物王国的一部分。而植物的根,虽然是植物的重要组成部分,但它们是植物体的一部分,是吸收水分和养分的器官。

更进一步,如果我们考虑那些微生物,比如一些单细胞的“原生动物”,它们形态各异,有的可以鞭毛游动,有的纤毛摆动,有的甚至能形成类似“假足”的结构进行移动和捕食。有些原生动物,特别是那些生活在水中的,可能在显微镜下,它们的某个形态也会让人联想起一些极其微小的,但同样是多细胞的“浮游动物”。然而,原生动物属于“原生生物界”(或称“原核生物界”的一部分,分类学上还在不断调整),它们是单细胞的,虽然也能够进行各种生命活动,但在细胞结构和复杂性上,与真正的多细胞动物有着本质的区别。

这些例子都说明了一个道理:生命演化的进程是如此的曲折和充满惊喜,外表的相似性往往只是偶然的巧合,或是适应了相似环境的结果,而其内在的生命密码,尤其是分子层面的差异,才真正决定了它们在生命之树上所处的位置。我们所见到的,往往只是表象,而隐藏在表象之下的,才是它们真实而令人惊叹的身份。

网友意见

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水母和栉水母拥有相似的结构,都是两胚层动物辐射对称动物,都有较发达的中胶层,拥有简单的网状神经系统和肌肉系统。同时,两者拥有相似的习性和生态位,漂浮在海洋中,用触须缠绕小型生物,然后送入消化腔中消化掉。栉水母和水母长期以来被认为是同一类生物,都被划归为腔肠动物门,但事实上,两种生物亲缘关系非常远。通过全基因组测序,人们发现栉水母是最古老的多细胞动物,而很多结构远比栉水母简单的生物(如海绵生物门,也叫多孔动物门,以及扁盘生物,这些生物都有一定的细胞分化,没有组织分化,没有形成胚层,没有神经系统,没有肌肉系统),反而与高等生物关系更近。(进化关系见下图)

这就会产生另一个问题,栉水母的肌肉系统和神经系统是怎么进化出来的呢?这只有两种可能:最早的多细胞生物祖先本身就有神经和肌肉系统,但在多孔动物和扁盘动物中出现了退化了; 最早的多细胞生物祖先没有神经系统和肌肉系统,栉水母和水母发生了趋同进化,两者独立的进化出了神经系统。如果第一种情况是真的话,栉水母和水母的神经系统的基础机制应该是一样的。但通过基因组和转录组分析,科学家发现栉水母的神经发育及运作的基础机制不同于水母。比如说,水母及其他动物中神经系统发育关键基因在栉水母中都不存在。同样,栉水母也不使用水母及其他动物常用的神经递质,如多巴胺,乙酰胆碱,血清素等。于此同时,栉水母依赖使用谷氨酸作为最主要的神经递质,尽管其他动物同样使用谷氨酸作为神经递质,但栉水母中谷氨酸受体基因远比其他动物的多。总体上看,虽然栉水母和水母拥有相似的神经系统,但基础的机制在很大程度上不一样,说明栉水母的神经系统是独立进化出来的。由于其他动物的神经系统都是由原始水母的神经系统进化出来的,拥有与水母相同的基础机制,因此可以认为栉水母的神经系统是独立于其他动物的全新的神经系统。

参考文献:

nature.com/nature/journ

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