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鸡蛋壳是怎么进化出来的,为什么那么容易碎?

可以换位思考下,为什么有一些植物种子的种皮会那么坚不可摧?

这个很容易理解,主要是因为植物种子需要长距离、长时间传播,而在传播过程中,它可能需要经过动物嘴巴咀嚼,肠道洗礼,石头撞击....等等一系列外力影响。

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©aussiegall

那动物的蛋呢?

它只是一个培育胚胎的场所,动物没必要转移传播它,也不会长期保存它,所以它不需要太过于坚硬。

当然,对产下硬壳蛋的动物来说,还有其它一些因素,让蛋变得更坚硬会没有太多价值!

动物的蛋是怎么来的?

大约 3.9 亿年前,那时节肢动物和植物早就已经在陆地上建立生态系统,而一群勇敢的肉鳍鱼才刚刚想要向陆地发起了挑战。

随着时间的推移,这些进入陆地的鱼的四肢变得越来发达,呼吸空气变得越来越游刃有余,但是它们只能在水体周围活动,因为它们的卵无法在没有水的地方发育。

直到大约在 3.12 亿年前,一批半水生的鱼(或者称为两栖动物)开发出一种全新的卵,它们用一层膜将胚胎包裹起来,给胚胎提供一个水环境。

这个膜就是羊膜,而这种卵就是羊膜卵

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羊膜卵是脊椎动物史上最伟大创新之一,它让鱼第一次真正能够离开水,在完全没有水的地方建立巢穴,在那里产卵,幼体在卵里面发育,孵化后也不需要回到水里。

这群通过羊膜包裹胚胎的动物就是羊膜动物,包括所有爬行动物,所有的鸟类,所有的哺乳动物,以及早已灭绝的恐龙,所有真正适应陆地的脊椎动物都是属于羊膜动物。

最初羊膜动物产下的卵,和我们现在吃的鸡蛋不同,它外层是革质的,坚韧柔软的,而不是坚硬的,也就是软壳蛋。

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其实,现存大部分爬行动物依然产下的是软壳蛋(有一些也演化出产硬壳蛋),而鸟类和鳄鱼只会产下硬壳的蛋。

硬壳蛋在大约 2 亿年前出现,最早进化出硬壳蛋的可能是恐龙,然后被多次独立进化,其实鸟类只是传承了恐龙的这一特征,并不是它们自己独创的,以前的分类学家喜欢将硬壳蛋作为分类鸟类的标准之一,现在看来也不是很合适。

硬壳蛋为什么没有更硬?

硬壳蛋给胚胎提供更好的保护是它主要的优势之一,它其实已经足够坚硬了,因为它并不是为了防止我们敲击蛋壳,而是防止那些无处不在的节肢动物和体型较小的哺乳动物偷吃。

您想想恐龙的体型,以及它们产下的蛋能有多大的尺寸,在恐龙时代,哺乳动物的体型整体偏小,那些真正会偷蛋的哺乳动物,根本就无法啃食较大的恐龙蛋。

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硬壳蛋的另外一个优势是,它可以有效减少水分的蒸发,这让硬壳蛋动物可以将蛋产在更广泛的栖息地内,比如干旱地区,这是软壳蛋无法突破的极限。

由于硬壳蛋大大提升了羊膜动物的繁殖成功率,以及对陆地的征服能力,所以可以说硬壳蛋也是羊膜动物进化的里程碑之一

至于蛋有没有必要变得更坚硬?很难说,但可以肯定是,让蛋变得更坚硬动物的收益只会越来越小——因为能防的动物普通硬壳蛋就能搞定,而不能防的动物你继续提升硬度也无济于事。

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©Suphaya Wachiraboworntham

另一方面,蛋硬度的提升不仅像您提到的那样会影响雏鸟出壳,它其实还有许多其它负面影响,比如影响胚胎呼吸,母体的营养等等。

每一枚蛋上都有许多小孔,这些小孔是用于呼吸的,而它也会让蛋变得更脆,如果一味提升硬度肯定影响小孔,并影响胚胎呼吸。

总之,不断提升蛋得硬度,对动物来说它的收益会越来越小,而付出的成本会越来越大。

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©belekekin

最后再说一个,关于硬壳蛋我知道事实,就是硬壳蛋是一条不归路!

蛋的营养丰富,没有逃跑和反击能力,妥妥的“能量罐”,可以说是动物梦寐以求的食物,所以它怎么演化都会被不怀好意的其它动物偷取。

不过有一个解决方案,就是卵胎生,或者直接变成胎生,将胚胎一直携带在身上(这也会带来一些问题,比如母体的生存能力会下降)。

其它羊膜动物,甚至是鱼类、两栖类都有走向卵胎生和胎生的群体,但是据我所知,硬壳蛋动物(鸟类和鳄鱼)从来没有走向这条路。

可能硬壳蛋的坚硬外壳让卵胎生成为不可能,也可能硬壳蛋带来的繁殖成功率太显著了,以至于被偷几个蛋不值一提,总之它是一条不归路。

参考:

[1].https://bio.libretexts.org/Workbench/BIOL-11B_Clovis_Community_College/16%3A_Reptilia/16.01%3A_Evolution_of_Amniota

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