脚是怎么出现的
生物学家告诉我們,胚胎的发育过程就是生物进化过程的快速重现,足部的发育也是如此。我们在妈妈肚子里一个月的时候,胚胎四肢的形状像鱼鳍,而在两个月的胚胎的足中出现了跟骨和距骨,与爬行动物的足类似,然后慢慢地与哺乳动物的足长得越来越像。刚出生的婴儿便拥有了一双小脚,这双小脚还不足以支撑全身的重量,却已经拥有了脚踝和脚弓,这是人类能直立行走的基础条件。
生物学家认为,能进化成陆地生物的海洋始祖应该具备四大条件。鱼类出现颌骨是首要条件,这使它们从只能被动吸入浮游生物向主动出击捕食转变。从软骨鱼类转变成硬骨鱼类是第二阶段,像鲨鱼、鳐鱼这些整个骨架都是软骨的鱼类,无法在陆地上支撑自己沉重的体重,只有硬骨鱼类,全身的骨头变硬,才可能上岸生存。肉鳍鱼家族,是目前生物学家认为最有可能是始祖家族的鱼类,它们的鱼鳍中也存在内骨骼,鱼鳍具有内骨骼的鱼上岸后,它们的鱼鳍可以进化成四肢。肉鳍鱼与其他鱼有一个不同点,这是它们可以上岸生活的决定性条件,那就是拥有内鼻孔,完全的陆地生物都是用肺呼吸的,它们必须有与外鼻孔相通的内鼻孔,这样才能使外部空气顺利进入肺部,正是凭借这个条件,肉鳍鱼成为陆地生物的始祖。
提塔利克鱼是一种已灭绝的肉鳍鱼类,生活于约3.75亿年前的泥盆纪晚期,化石显示它同时具有肉鳍鱼类及两栖类的特征,目前生物学家认为它是最早爬上陆地的肉鳍鱼。
肉鳍鱼向陆地迈出了一小步,却开辟了脊椎动物陆地生活的一大步,从而拉开了今日陆地生机盎然、多姿多彩的序幕。鱼类上岸后,其足部结构就逐渐地完善和分化了,产生了适合爬行的爬行动物,适合快速奔跑的猫科动物,适合攀爬抓握的灵长类动物——包括直立行走的人类。各种动物的脚各有各的不同,都是为了适应不同的生活环境和行走方式进化而成的。不过有些动物的脚除了行走,还有别的妙用。
脚不仅可以用来行走
陆地动物的脚通常是为了支撑身体和适应运动形式而进化的,比如人类的脚踝和脚腱,这两个部位的出现使我们可以长距离行走和奔跑;猫的爪子上有厚厚的肉垫,可以吸音、减震和稳定身体;蜘蛛的脚可以分泌油脂,让它能在自己织的网上来去自如;树蛙的脚趾上长有小吸盘,它是可以“飞檐走壁”的武林高手,在高大的树木上跳跃也不怕摔下来……不过除了这些功能,有些动物的脚还被赋予了更多的功能。
比如在低等动物中,脚还有别的功能,像海胆,它的“脚”除了行走,还有视物和进食的作用。海胆是无脊椎动物,严格来说它的运动器官不能算脚,不过它的运动器官跟贝类的斧足类似,具有移动和附着的作用,也相当于脚了。在实验中,实验人员用强光照射海胆,它们便会走到阴影区域去;如果拿一个快速移动的物体模拟捕食者靠近海胆的“脚”,它们也会避开。
除了海胆,蝴蝶和苍蝇等昆虫的脚,也具有其他功能——它们用脚来“尝味”。科学家将一只蝴蝶“禁食”两三天后,用沾有糖水的棉花球触碰它的前腿,蝴蝶马上伸出了它的长喙,开始吸吮食物。此前,科学家也曾把它的长喙浸到糖水里,而那时它对糖水可是不屑一顾的。于是我们知道了,蝴蝶的脚就是它的“舌头”,这个“舌头”很灵敏,它不仅能尝出甜味,而且能识别出咸味和苦味。
苍蝇的脚上有许多茸毛,这些茸毛犹如人的味蕾,对味道非常敏感。当苍蝇落在食物上时,它会首先用脚去尝一下食物的味道,然后决定吃还是不吃。如果你仔细观察,有时候会发现,苍蝇落下后,会不断地“抖脚”,这是为了把脚上沾的食物残渣搓掉,以免影响它品尝下一道“佳肴”。
其实我们人类的脚也能“闻”到味道。科学家做过一个“奇特”的实验,首先在密封的塑料袋里装入剁碎的大蒜,接着把洗干净的脚丫子伸进塑料袋中再绑紧袋子,紧到你闻不到大蒜的味道。此时,用脚丫子揉搓袋子里的大蒜,静待一个小时。“奇迹”发生了,你会感到鼻子和嘴巴里充满了大蒜的味道,但其他人闻不到,难道你的鼻子获得了穿透塑料袋闻味道的超能力?
不,这个味道是你的脚传给你的鼻子的。大蒜被脚“蹂躏”后会产生一种叫作大蒜素的油状液体,这种液体可以穿透脚部的皮肤,进入血管,最后到达你的嘴巴和鼻子,这样你就通过脚“闻”到了大蒜发出的味道。因为这种物质并没有散发到空气中,所以其他人是闻不到的。
当然,并不是所有的化学物质都能被脚“闻”到的,皮肤只能吸收既可以和水结合也可以和油结合的物质,除了大蒜素,酒精、汽油等物质也可以被皮肤吸收,它们都可以被脚“闻”到。
脚也会长大
脚不仅是一个器官,在西方国家,“脚”也被用作长度单位。传说,公元1100年,英国没有统一的度量衡,属于人们所有的土地大小难以丈量,当时的英国国王亨利一世为了解决这个问题,决定用他穿着靴子的脚的长度作为标准长度单位,来衡量土地的长宽。每个人的高矮胖瘦不同,脚长也是不一样的,这当然不算一个好的标准,因此仍然时常有争议产生。直到1959年7月1日,美国首次将“1脚”(英文“foot”也译为“英尺”)的长度标准化,定为0.3048米,这样距离就可以用“几脚”来形容了,而即使大家脚的大小不同,对距离的理解也不会出错。
尽管这人为规定的长度不会变,但是我们的脚的大小并不是固定不变的,脚也会长大。
在我们的一生当中,脚就像老黄牛一样,任劳任怨——我们的双脚与地面接触超过1000万次,默默支持着我们完成各种活动。所以,我们要关心自己的双脚,小心保护它们,这样它们才能伴我们走过更长的人生。
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