為什麼許多動物(包括人類)進化到現在,其性器官和排泄器會在一起?


反對@風卿 的答案,他的結果或許有科學理論的支持,但我不認為那是正確的。

這個答案可以說的很簡單,按照當今生物學的主流觀點,生命最早出現在海洋里,我們擁有共同的祖先,有性繁殖最早可能是偶然出現的。在海洋里,無性繁殖的生物先擁有了排泄器官,排泄器官早於生殖器官出現,最早的遺傳物質是從排泄器官中排出體外的,。你要知道有性繁殖最早不是體內性交,不需要接觸性器官,排泄器官也沒有尿道和肛門之分,這些遺傳物質被排出到海洋中與其他生物的遺傳物質結合,從而變成新的個體。

這些魚類(或者說原始海洋生物),當他們開始登陸的的時候,演變成陸地的兩棲類,爬行類,鳥類,由於環境發生了巨大的變化,他們必須使開口觸碰才能獲得遺傳物質的結合,這種觸碰被稱為性。

這不是完全在陸地上才進化出來的,而是在水中進化出來的,在陸地上出現的是性交

最早排泄器官負載著一部分生殖器官的功能,生殖細胞通過排泄器官排出來,隨著進化的高級,有了獨立的生殖器官。

我們之所以把性器官和排泄器官設計到一起,因為我們和你從菜市場買來的魚一樣,擁有共同的祖先,我們的祖先用排泄器官把遺傳物質排出體外,導致今天性器官和排泄器官被設計到一起。


反對@風卿 的答案,他的結果或許有科學理論的支持,但我不認為那是正確的。

@尼莫同學的答案開篇就亮出這樣一張牌,有自知之明,小弟佩服!但是這個臉還是要打。

這個答案可以說的很簡單,按照當今生物學的主流觀點,生命最早出現在海洋里,我們擁有共同的祖先,有性繁殖最早可能是偶然出現的。在海洋里,無性繁殖的生物先擁有了排泄器官,排泄器官早於生殖器官出現,最早的遺傳物質是從排泄器官中排出體外的。你要知道有性繁殖最早不是體內性交,不需要接觸性器官,排泄器官也沒有尿道和肛門之分,這些遺傳物質被排出到海洋中與其他生物的遺傳物質結合,從而變成新的個體。

來,我們參照生物分類,一樣一樣打臉(連題主一起打!)

先來,古菌域的研究還不甚清楚,細菌域的「性」更接近於一種「傳染病」(F質粒),和配子生殖的「有性生殖」可以說毫無關係,我們不管。再說,細菌用於排泄的是啥?應該是細胞膜吧。

哦,插一句,朊病毒和病毒之類,咱也先放一放吧?

好吧,我們來看豐富多彩的真核生物域

先說一個關鍵詞:「排泄」。「排泄」的定義是「生物將水分、氣體等代謝廢物排出體外」。值得注意的是,消化產生的食物殘渣不是生物的代謝廢物(從未進入體內,何談代謝?),這個過程叫做排遺。 @尼莫同學所說的「排泄器官,應該指的是」排遺器官「吧?

所以植物有沒有排泄呢?有。落葉、蒸騰等等都是植物的排泄,植物沒有專門的「排泄器官」。同時,植物是沒有排遺的,因為植物沒有攝食(也許捕蠅草算吧,但是也沒有「排遺器官」)。

除動物界、植物界以外的所有真核生物,包括部分單細胞行有性生殖的植物界生物,直接生活在海水環境中的部分,其排泄是直接通過膜的;生活在淡水中的部分,為了維持高於環境的細胞內滲透壓,需要專門的細胞器來排出水分(例如草履蟲的伸縮泡)。

能夠攝食的變形蟲沒有攝食結構,往往也沒有排遺結構;而諸如草履蟲等生物,具有口溝且往往具有胞肛作為排遺結構。

而這些生物的有性生殖,通常是由兩個不同「性別」的個體接合,進行融合、減數分裂、染色體數恢復進行的。性器官?你指的是細胞整體嗎?

我們再來聊一下「器官」一詞。「器官」是「由不同細胞和組織構成的用於完成特定生物學功能的生物結構」。換句話說,只有多細胞生物才具有器官。前面說的「胞肛」、「伸縮泡」,叫做細胞器

而具體到題主的問題,我們可以把「大多數生物」局限到「大多數動物」了吧?

有性生殖早於多細胞生物出現,生殖器官是早於排遺器官出現的,而排泄器官則是生物進軍陸地才產生的結構,何談「排泄器官早於生殖器官出現,最早的遺傳物質是從排泄器官中排出體外的」,和「排泄器官也沒有尿道和肛門之分」呢?

即使說「排遺器官一出現就附到了生殖器官上」,也是不對的,一張圖打臉:

你告訴我,怎麼就是從排泄器官里出去的了?

在動物當中,由於演化的壓力,下面幾個結構或者特徵獨立演化出來了很多次:

頭、兩次對稱、中樞神經、分節、強大的攝食器官

其實很好理解,動物能夠運動,攝食和躲避攝食就必然成為了演化鼓勵的方向。有一個感覺器官集中的頭端引導運動的方向、有方便調整運動方向的兩側對稱(相對於輻射對稱)、有一個集中調控而發達的神經中樞統籌調控、有各司其職分工明確的體節張著血盆大口的生物,當然會成為優勢的類群。

動物演化的路徑上,紛紛出現了「頭」這樣一個部位。而「頭」的出現,相對性的使生殖孔和排泄孔集中到了後端。但是不是結合到了一起呢?並不是這樣,看看櫛水母動物門(?)扁形動物門→環節動物門→節肢動物門這一條路線(含軟體動物和線形動物等的盲端分支)你就會發現,消化道開口、氮素排泄的開口和生殖孔的位置並沒有什麼聯繫。他們只是隨著頭端的集中而相對集中到身體後段了而已。實際上你會發現他們的生殖孔更靠近頭端。

為什麼呢?因為他們是原口動物。簡單來說這群動物的祖先是沒有肛門的(吃進去消化完了吐出來),演化出來的肛門是消化道「擊穿」身體另一側形成的。胚胎髮育時內吞卵黃的凹陷就是他們的「口」。而胚胎髮育就那麼點地方,生殖腺的開口在腹側靠近原口的地方,發育出來自然就更靠近頭部一些。

至此,我們可以把「大多數動物」進一步限定到「大多數後口動物」了。

與「原口動物」相反,「後口動物」的「口」是卵黃腔對側「專門」凹陷形成的構造。因此,在後口動物中可以廣泛的看到生殖腺開口在肛門附近。但二者之間並沒有什麼聯繫!生殖腺開口從來和排遺的消化道開口是不相干的!

沒看明白翻回去複習一下「排泄」「排遺」

值得注意的是,原口動物和後口動物在演化上分開的相當早,二者無論是系統發生還是胚胎分裂上都有巨大的差異。後口動物的生殖腺與腎臟同源,因此,後口動物與生俱來就有「泄殖孔」這樣獨特的結構來同時排出多餘水分和生殖細胞。原因嘛,通俗一點說就是:腸道細胞是干「吸收」的活的,泌尿細胞是干「分泌」的活的,要分出來生殖細胞,你說打哪出來?

注意觀察會發現魚類肛門和泄殖孔大多是分開的,而兩棲類和爬行類則大多是合到一個孔的。很顯然,共用是「減少水分散失」的演化結果。

接下來的部分好像就和 @尼莫同學說的一樣,交配器出現blabla……

其實也不是……很多爬行類和親緣很近的鳥類的交配器專司生殖(例如鴨),尿液(或尿酸結晶)是直接排入腸腔末端的……

所以我們可以把「大多數後口動物」縮到「哺乳類動物」了……

嗯,都把「是不是」壓縮到這個份上了,接下來,是不是可以直接上「祖先決定論」了呢?


排行第一的答案,頗不同意。關於用進廢退論的漏洞,高人們說的夠多了,就不再重複。

@風卿 的答案還是太想當然了。

為什麼挨著?其實很簡單,泌尿系統和生殖系統是同源分化出來的,離得就不遠。


不同意排名第一的答案。

用進廢退學說已經不為主流所接納。


並且,生物是進化來的,不是設計來得。排名第一的答案全篇臆想,沒有理論和數據的支撐,不夠嚴謹。


生物有進化分化精細化的趨勢,都是朝著更好適應環境的方向發展的。


從草履蟲的泄殖孔就可以窺豹一斑。


我是個做設計的,不是學生物的,關於設計我談談我的想法。

首先,這個不存在設計,雖然它看似經過設計而且比絕大多數設計要好很多。我說這個不屬於設計是說自然淘汰與進化和設計的過程是相反的,這個相反的過程導致的結果可能和風卿兄所說的相差不遠,但還是有一些差別的。回到這個問題,差別在於這兩者和在一起有其合理性,但為什麼不是其他的合理位置?有沒有其他的合理位置?我的答案完全有可能是有的。我不是學生物的,不好意思舉不出來例證,但這是個推理的結果。

我們變成現在這個樣子不是完全必然的,偶然的成分也很大。大家知道變異很大程度上因為基因轉錄錯誤,促使更利於生存、繁衍的錯誤被保留下來,其他的錯誤因為不利於生存、繁殖而隨著載體死亡消亡(所以從這個方面來講進化是個被動的過程,不是主動的過程,而設計明顯是屬於後者)。這個是大家一般理解的生物進化的過程。接下來我們把「錯誤」修改為「變異」,以減少論述的傾向性。但是這個世界不是只有黑白二色,即使是靜態的世界也有灰度和色彩之分。除了極為有利和極為有害,這些 變異 還有以下幾類(我們簡單的按有利和有害來區分吧,其實更複雜):1既不有害也不有利的,2有利但是需要其他變異支持,否則就有害,3既有利也有害,但是利大於害,4對生存和繁殖一方有利,一方有害,5對生命的某一階段有利某一階段有害,6對生存和繁殖都有害,但不足以導致繁殖前死亡等等。由於基因轉錄的錯誤率極低,所以情況1無疑絕大部分會保留;因為絕大多數有害的 變異 都不足以致命,所以2、3、4、5、6的情況會保留,直到導致含有該 變異 的群體全部死亡。是的,情況6也會保留。隨著繁衍的繼續這些變異或者被強化,或者被掩蓋(顯性基因掩蓋隱性基因),或者被修改,或者因為其他的變異而變得更有有利而繼續存在,或者因為其他的變異而變得不那麼有害而繼續存在,或者死皮賴臉的因為不是很有害而存在,甚至有些變異已經消失了,還會因為又發生相同的變異而起死回生(和返祖有很大不同)。從個這個角度講,生殖器和排泄器官長在一處不排除至少屬於以上2,3,4,5,6的情況之一,所以不能說這是最好的結果。

另一方面,是自然選擇的變數。由於我們這個世界是變化的,雖然大部分時間變化很慢,但有時又很快。生物史上發生過幾次大滅絕,我們現在的生物都是好幾次死裡逃生過來的。我相信那些滅絕了的生物有很多和我們有很大不同,也許就有性器官和排泄器官不在一起的。如果引起大滅絕的原因是相對暫時的因素(比如火山爆發,隕星,冰河等),那麼無數設計完美的生物只是因為不能適應歷史長河中短暫的一瞬而永遠的消失了。如果沒有那些突發因素,也許大部分可以適應我們現在的環境,甚至有一些生殖器是長在別處的。所以我們現在很多生物生殖器和排泄器官長在一處只是因為當時著一小撮長在一處的生存了下來,演變到現在發展成很多種類而已。

綜上所述,他們不是被設計在了一起,只是「既然在一起能湊合用,就在一起吧」。


鑒於有知友提議將我的回答從評論中提取出來,發個答案能讓更多人看見,我就將文字再修改了一下,改正了下前兩次回答的錯誤,發在下面,供大家參考。

泌尿系統是由胚胎時期的原始消化管和尿囊發育而來,消化系統是由原始消化管發育而來,而生殖系統中的生殖細胞是由卵黃囊里的原始生殖細胞發育來,在胚胎髮育時期遷移到尿囊附近的,而在胚胎最早期,發育成卵黃囊和原始消化管的母細胞就都來自於三胚層中的內胚層【這裡我在複習時發現我的原回答是錯的】,這可能預示著這三個系統在發源上有聯繫。

按照結構,人體系統下面是器官,器官下面是組織,所以一個系統會由好幾個組織組成,例如小腸內表面是上皮組織,深層一點是結締組織,再深層是肌肉組織,包裹在肌肉組織外面的是漿膜。而每個組織的來源都是不一樣的,甚至不同部位的同類組織的來源都是不一樣的。例如消化道在肛門的齒狀線上下,上皮細胞的發源是不一樣的。所以要想對形成性器官和排泄器官(主要應該是生殖系統、消化系統和泌尿系統的組成部分)的細胞進行追本溯源是很困難的。我可以摘錄一點書上的結論給你:泌尿系統起源於間介中胚層和尿生殖竇;生殖系統起源於間介中胚層;消化系統的消化管來源於內胚層和臟壁中胚層(主要構成外面的漿膜)。【參見《組織胚胎學》,上海科學技術文獻出版社,2003年版,成令忠等主編】其中,間介中胚層是對胚胎第四周左右很大一個細胞層的稱呼,會發育成很多器官。從上面書上的結論來看,這些泌尿系統和生殖系統的器官和管道會在一起,是因為直接來源於胚胎初期相互靠近的一團細胞的。但這並沒有解釋這些器官為什麼會來源於這些靠近的細胞。

我在解剖課上問了老師知乎上的這個問題,老師的回答基本和風卿的相近,我也比較贊同。如風卿所述,生殖器官必定不能長在一些要經常使用和暴露的部位上,所以只有腋下、腹股溝這兩個部位較隱秘且能為生殖細胞的發育維持較高的體溫。但手的使用明顯比腳多,所以腹股溝是更好的選擇。而且由於器官大多在體內,排泄器官如膀胱如果要排泄,為了省資源省力,排泄的路徑要短,所以管道出口在很靠近的下方,而如果生殖器官也在下方,則剛好二合一,節約資源空間和能量。以及其他的理由你都講過了。所以我覺得這是進化優勝劣汰自然選擇的結果,總的原則就是更省資源和能量,使自己的種群更有競爭力。

至於魏軍所說的對「用進廢退」的反對,我覺得不要這麼快下定論。最近研究發現,人的細胞從分子生物學上存在用進廢退的現象,可以通過多次使用刺激某種特定RNA的合成,並通過一定的遺傳途徑遺傳給下一代。所以科學更多的是未知,很多都是人類在想當然,想當然沒什麼不好,很多理論暫時是找不出實證的,科學本來就是從人類的視角解釋世界,解釋的通能自圓其說不會被實證反駁就行,你認為對的說不定以後就錯了,錯的以後就發現對了呢。

以上,不完善之處希望大家指正。


剛開始是出於資源的有效利用,比如低級的動物,排尿、通便以及生殖用的全都是同一條管子,通常叫做排泄腔,就像商業的世界裡專業化是進化的趨勢一樣,人類進化我懷疑也是如此,高級一些的動物經過進化,生殖和排泄管道逐漸分離。至於你問為什麼都在腹部下邊,個人認為是方便腹部用力。無論性行為、分娩還是拉屎撒尿。


反對目前排名第一的答案,用進廢退是典型的拉馬克主義丫,高中生物都認為是錯的了,為何在知乎上有那麼多贊?個人認為這沒有明確的答案,看回答者是什麼主義者,例如進化論目前為止也無法解釋所有的生物現象,總有反例。

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求摺疊。


話說 物以類聚是個神奇的辭彙,請問為什麼鼻孔、耳朵、眼睛、嘴巴會在大腦附件聚集 我覺得是一個意思,從(信息)系統的角度來說,上述器官都是主要的輸入設備,那麼主要的輸出設備(
(當然遍布全身的汗腺也是輸出設備) )在屁股附近聚集 是不是也是再合理不過的選擇。

萬事萬物皆有通理,這就是自然之美。

多說一句 其實爬行動物、鳥類等好多動物是公用的 叫泄殖腔,生物進化的角度來說,哺乳動物因為進化而分開的,哺乳動物進化為胎生後,生殖系統有了更重要的功能,需要獨立處理,連排泄系統都分開了。是不是特像現代社會的生產社會化,精細化分工,看來人類要向「上帝」學習的太多了。


因為正如我們所知道的,上帝是個粗心大意的設計師,祂就把脊椎動物的視網膜給放反了,所以祂也許因為同樣的原因,把性器官跟排泄器官放一塊了——性器官本來應該是在手上的。


因為生物還沒進化到頭呢。

繼續進化下去會分化的。


回到答案,這麼說吧,人的闌尾基本用不到,所以退化了,其實器官只要不是經常用的就會萎縮(對個體而言)退化(種群而言),放在個體上就會僵化,壞掉,嚴重時就不能用甚至病變。比如說手天天用,只能越來越靈活,比如說戴了眼鏡,眼珠的活動功能不常用的所以變成死魚眼了,而生殖功能,除了生殖的時候的,都不用,那麼為什麼還能正常的生殖,因為生殖大部分甚至是全部用的是排泄的勁,藉助每日的排泄,生殖器官沒有僵化,壞掉,病變,即使這樣有些器官不能藉助排泄活動活化,那麼身體還要專門定期的使用,比如說女的來月經,即使沒有受精,子宮要平時多練兵。所以,為了最大化的不浪費,所以設計在一起性價比最高。看到有人贊了那我再多說兩句,這樣還有個好處是不影響日常的生活作息,又能保護性器官。

把下面的討論再粘上來

那我在多廢話幾句,一個是出處,對不起這是我個人作為一個人,學習知識了解自然到現在的個人看法,曾經苦悶之後給自己解釋,並且說服了自己,的確這是大自然針對某些動物給的活著方式,你可以不遵守,如果你有更好的方式,就象人的胃,最開始的人的採集而生,所以人並不適合吃肉,不是不能吃,或者說說是消化,所以要吃的話做熟了最好,除了消菌殺毒以外也是為了幫助消化,不然你連續吃生肉試試,會出毛病的。至於性價比這一說法,是因為提問者說是上帝設計,既然是被設計製造,性價比是必要考慮的比如,無用的組織器官是要耗費能量的,耗費能量少更有利於物種存活。我是無神論者,但相信更高等級的文明存在,他們有神的能力(對我我們的弱小來說)卻未必有神對人的那種情感, 其實呢,對整個自然世界來說,作為人有了知識懂了禮貌自然會覺得愛情和排泄物放在一起實在不雅,關鍵這想法就象人說自己是萬物之靈,請問其他動物同意了么? 對自然來說這沒有道不道德好不好看,這樣最有效,同樣的我在說一下 Xie Yipeng 同學說 手也天天用,生殖器官為什麼不放到手或者手臂上,因為風險高,因為那時候的人妖爬樹要攀岩,捕獵採集,性器官裸露在外頭很容易壞了。 前兩天還看見有人提問,女生下面好難看,感覺再也不會愛了...很顯然這是把人的道德體系和比道德更早的自然體系的先後順序認知搞亂了,人穿衣服是強化乃至美化道德區別階級用的,如果人生來不用穿衣服一直到死,就會見怪不怪了,更不要說美醜了。

另外與排泄系統再一起就是衛生了,比如食物入口,無論多趕緊就是二次污染。

風卿(作者)

另外理解這問題時候不要聯繫自己,因為你是人,是直立的,你開發了很多性愛的體位,那是你愛玩,不是自然應該給你的樣子,對動物來說生殖自然行為,多聯繫到那些爬行的動物上(哺乳類)想想,根據他們的形體特徵,生活習性,這些器官不安排在一起,真沒地方安排了,不然對牛來說,該怎麼完成生殖交配,你說呢?

沒有什麼決定不決定,基因突變一直在發生,經過自然選擇後,在環境中更有優勢的生存(優勢種),存留下來就是進化啊。注意:判斷一個種群是否發生進化看基因頻率是否發生變化。

比如人體內的闌尾,總不會因為某部份人存在闌尾就說他不適應環境,而導致這類人滅亡吧

外突變應該是個質變,但一般生物性狀的演變都是漸變的

從微觀上表現為「基因突變」,宏觀上表現為「用進廢退」。

即生命體內的細胞組織器官無定向突變--&>通過生物體內能量分配來選擇合適的突變--&>生物體的漸變?

人類的高等,有一個體現就是人可以選擇和製造自己喜歡和需要的環境,並且不需要依賴一些體征,你建空間站,你就住太空了,有了南極站你就長住了,哪個動物還能做到這些?動物會玩SM么?熱帶的黑人喜歡比利時,寒帶的因紐特人移民到南非。

我們所說的自然選擇,其實就是環境選擇,當人類可以改變和製造環境的時候,人就可以部分的決定最後完全的決定自己的進化,因為人類可以這樣,所以對大自然來說,人就是癌。有一天大自然會因為癌而死,如果人類不控制自己的規模和對自然的影響的話,給足夠的時間,隔離一部分人,重新給他們環境並且不致命,很久很久以後,要麼他們都死了,要麼就有異種人(概率很小),如同電影《深空失憶》

顯然,已知的證據表明,物種的樣子到現在為止都是進化的結果。在往上溯源頭,動物都是從那個有名單細胞開始的,那時候,那個單細胞沒有還談不上什麼性器官和排泄器官,再往後,各個族類都分開了,有了不同的種族,有了食物鏈,並且食物鏈也納入了自然的大循環中。

可以這麼理解

擁有排泄系統和生殖系統的物種的共同祖先,其實分了很多方向,有的生殖器官和嘴很近,有的在四肢,有的在背上,也許根本四肢都沒,也許沒有背,全是肢體....最後因為種種原因,我上面提了一部分,只有生殖系統和排泄系統很近,並擁有另外樓主沒提的某些特徵的那類適應了,並活下來了,再後來,那類又分裂為了好幾個物種,其中一種後來進化成為了人。

那事實上呢,要比這複雜的多的多,而且沒我說的這麼直觀,很多都是不可覺察不可理解的。

我們人類了解的證據都很少,更不要說知道這個過程了,只能對比,看看,這種情況與其他情況相比有什麼好處與合理性,在哪裡?然後作為經驗,幫助理解後面新發現的不懂得東西。

個人覺得 用進廢退與自然選擇並不矛盾, 甚至是相互作用的。最終的作用都是基因。

現在進化理論也在進化。

更先進的一些說法是中性突變的積累。

補錄:下面的討論。

有人說 泌尿系統和生殖系統是同源分化出來的

在此貼出 劉小胖 同學的見解

不是同源的,泌尿系統是由胚胎時期的原始消化管和尿囊發育而來,而生殖系統是由卵黃囊里的原始生殖細胞發育來,在胚胎髮育時期遷移到尿囊附近的,而在胚胎最早期,發育成卵黃囊和原始消化管的母細胞就不是同一群(如果你要說都是受精卵發育來的我也沒辦法)。所以你的很簡單其實不簡單,這些細胞為什麼這麼遷移應該有自己的進化解釋。


為了教育程序員什麼叫如無必要,勿增實體


他們有個相同的功用:內物外排!!!

上帝是個實用主義的環保者


很多人到現在還對進化存在誤解。生殖器和排泄器放在一起其實並不是一種完美的設計,但是他是一種有優越性的設計,而一種設計只要能夠勝過其競爭對手就能存活下來,這也是為什麼人的身上有這麼多理性看來不合理,感性看來不美觀的設計。人體的確很精妙,但放在現在乃至未來,很多設計無疑是不合時宜的,只不過還沒有更好的設計去取代它而已。


說白了,只有男人才是把性跟排泄都擠在一根JJ里的,女人是分開的只不過離得比較近而已


黑我們男人你就直說!


因為性,也是一種排泄。


我來很科學的回答這個問題,雖然看起來會比較蛋疼。

為什麼生殖道要和排泄道在一起或者這麼近。其實是有科學依據的。

你會發現,沒有生殖道和肛門在一起的。一般都是和尿道在一起或者接近。

因為這是人身上最衛生和最安全的地方了。

尿液正常情況下是無菌的。

人身體的每條道都是精心計劃好的。事物從嘴裡進去,肛門出來。如果事物是嘴裡進去,嘴裡出來。那就會二次污染食道 。

如果孩子從嘴裡出來,那牙齒怎麼辦呢。

而且在屁股那邊也適合男女腰部發力。

女的生孩子,下面撕裂一些也不危害生命,嘴裡出來嘴撕開了怎麼辦?餓死嗎?

你找不到更好的地方生孩子和交配了。

當然,現在的性早就超出了生孩子的範疇,所以這個問題才會出現。


這問題本身就是錯的,。。。。。。。

要知道,汗腺也是排泄器,如果性器官和排泄器在一起的話。。。。。。。


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