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原来我们和兔子有这样的共同点

日期: 来源:中科院物理所收集编辑:中科院物理所

原来我们和兔子有这样的共同点

2023-01-23 21:41·中科院物理所

撰文 | 七君

今年是兔年,先祝大家新年快乐!

兔子这种普普通通的动物身上还会有一般人不知道的冷知识吗?

你可能不知道,兔子其实有个特别的痛点,那就是吃饭不香、鼻塞会死。你刚出生时也是这样的,只不过你不记得了。

(图片来源:网络)

这是怎么回事呢?

对于我们人类来说,鼻塞时虽然难受,但是可以靠嘴巴呼吸。跑步的时候要是气不够,也可以用嘴巴凑。

但是兔子却不行。实际上,大多数哺乳动物可以用嘴巴呼吸,但是兔子却是个例外,兔子是只能用鼻子呼吸的动物。

因此,如果兔子的鼻腔被堵,比如流鼻涕、耳朵感染或者鼻子里进了鼻屎,它们就会呼吸困难,甚至会被活活憋死。这也是为什么呼吸系统疾病是兔子死亡的主要原因。

这种必须用鼻子呼吸的动物被称为专性鼻呼吸动物(obligate nasal breathers)。除了兔子,还有少数哺乳动物也无法用嘴巴呼吸,包括啮齿动物和马。

(图片来源:网络)

可是,为什么兔子无法用嘴巴呼吸呢?

简而言之,它们的嘴巴和肺部之间并不联通。

具体来说,兔子的嘴巴和鼻腔被硬腭(相当于人类的口腔顶部)和软腭(相当于人类的口腔后部),以及会厌(相当于口腔末端的盖子)分隔开来,上呼吸道和食道不相交。马也是这样。

兔子的会厌(epiglottis)和软腭(soft palate)能完全封住口腔,气管是左边的管子,食管在右(图片来源:Sohn, Joanne, and Marcelo A. Couto. "Anatomy, physiology, and behavior." The laboratory rabbit, Guinea pig, hamster, and other rodents. Academic Press, 2012. 195-215.)

当然在实在没办法的情况下,这些动物能用嘴巴勉强喘上两口。只不过它们的口腔和肺部之间的通道十分狭窄,因此用嘴巴呼吸的话效率非常低,它们很容易“断气”。

那么,为什么会有只能用鼻子呼吸的动物出现呢?

一种理论认为,这可能是嗅觉能力非常强大的动物特有的属性。

事情要从口腔的盖子——会厌说起。

人类的会厌(黑粗所指)和气管(下方箭头)(图片来源:wikipedia)

许多人认为,会厌的功能就是喉咙的盖子,防止食物流入气管。对于人类来说会厌确实有这样的作用,但是也有一些现象和这种看法矛盾。

实际上,因为患上了狼疮而失去会厌的人也可以正常吞咽,食物和水不会跑到气管里。而许多动物也没有会厌,比如青蛙、蛇、蜥蜴、乌龟、鳄鱼和鸟类。即使是在哺乳动物中也有没有会厌的,比如海狮。可是这些动物也不会把食物吃到肺里啊。

(图片来源:网络)

会厌长在那儿也不是为了出声儿,因为会厌和发声之间也没有必然联系。比如鸟就没有会厌,但是鸟的发声能力大家有目共睹。会厌几乎趋近于零的海狮和长臂猿也会发出各种声音。

英国国王学院医院的耳鼻喉研究者 V. E. Negus 据此提出,会厌最原始的功能可能是帮助动物边吃边闻饭菜之外的环境气味(如掠食者)。他给出的证据是,嗅觉灵敏的动物的会厌发达,而嗅觉不灵敏的动物则大都缺乏会厌。换言之,会厌可能是一种辅助的嗅觉器官。

(图片来源:wikimedia)

像兔子这样的食草动物在低头干饭的时候视觉受限。为了提防掠食者,最好不要让食物的气味冲入鼻腔,影响判断。而要达到这种目的,长出一个大号会厌就是最好的解决办法之一。

Negus 指出,缺乏会厌的动物,比如鸟类、海狮在张嘴的时候嗅觉就不灵了,因此它们在干饭的时候无法分辨敌人的气味。不过,这些动物的嗅觉能力本来也不咋地,所以对生存的影响不大。

同理,视觉敏锐但嗅觉不太行的我们也是一样。虽然人类也有会厌,但并不发达,这也是我们在吃饭的时候能闻到食物气味的原因。

(图片来源:wikimedia)

Negus 进一步指出,为了让会厌能完整封印口腔,嗅觉灵敏的动物的软腭和鼻腔就要长一点,就像兔子、马那样。反之,嗅觉并不敏锐的人类的口鼻部位相对这些动物短。

总之这种理论认为,发达的嗅觉需要屏蔽来自口腔气体的干扰,因此口腔也就和呼吸道失联了;而要让口腔和呼吸道无法串联就需要一个大号的会厌,以及车力巨人的长相。

车力巨人(图片来源:Attack on Titan)

说到这里,你可能会想,吃饭时闻不到饭香是多惨啊。

其实,你小时候也是有这种debuff能力的,只不过你不记得了。

研究者们发现,虽然成熟的人类不是专性鼻呼吸动物,但是人类幼崽是啊。

人类新生儿和兔子一样,食道和呼吸道相对独立,无法用嘴巴呼吸,只有在几个月大时才能用嘴巴呼吸。实际上,所有哺乳动物的新生儿都是专性鼻呼吸动物。

(图片来源:水印)

显然,这是因为哺乳动物刚出生都需要吃奶,食道和呼吸道的分隔能保证边喝奶边呼吸。

专性鼻呼吸也让人类新生儿出现了和成年人不同的生理构造。

和成年人(右)相比,婴儿(左)的会厌(epiglottis所指灰色区域)和软腭(soft palate所指灰色区域)能形成紧密的口腔封口,这和兔子是一样的。(图片来源:(DOI)10.3389/fped.2015.00052)

比如,刚“卸货”的人类幼崽的喉咙和那些只能用鼻子呼吸的动物一样位置很高,在第3-4颈椎的位置,但是成年人的喉咙则下沉到第6-7颈椎的位置。

此外,和成年人相比,新生儿的会厌更硬。因此当人类幼崽伸头太厉害的时候,可能会呼吸道堵塞。伸长了脖子翘首以待那种动作,只有成熟的人才做得出来啊。

总之鼻子灵的吃饭不香,自然界真的太奇怪了。而每个人都曾和兔子一样干饭和呼吸。没有人能保留这段“食之无味”的记忆,这也算一种幸福吧。

封面来源:pixnio

参考资料:

https://docs.qq.com/doc/DVG9tendiWkhLRXpX

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编辑:圆周π小姐

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