莘歆
提塔利克魚(yú)想象圖
跟骨、足弓和腳趾是人類(lèi)實(shí)現(xiàn)直立行走的基本結(jié)構(gòu)
1969年,阿波羅11號(hào)登陸月球,作為首個(gè)登上月球的地球人,宇航員阿姆斯特朗說(shuō)過(guò)這樣一句話:“這是我個(gè)人的一小步,卻是人類(lèi)邁出的一大步?!边@句話飽含智慧,激勵(lì)了許許多多獻(xiàn)身于宇航研究的科學(xué)家。
但是今天我們要討論一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,如果人類(lèi)沒(méi)有腳,這句話能成立嗎?
生物學(xué)家告訴我們,胚胎發(fā)育過(guò)程就是生物演化過(guò)程的快速重現(xiàn),足的發(fā)育也是如此。我們?cè)趮寢尪亲永镆粋€(gè)月的時(shí)候,胚胎四肢的形狀像魚(yú)鰭,兩個(gè)月的胚胎的足中出現(xiàn)了跟骨和距骨,與爬行動(dòng)物的足類(lèi)似,然后慢慢地長(zhǎng)得與哺乳動(dòng)物的足越來(lái)越相似。出生后的小嬰兒擁有了一雙小腳,這雙小腳還不足以支撐全身的重量,卻已經(jīng)擁有了腳踝和腳弓,這是人類(lèi)能直立行走的基礎(chǔ)條件。
生物學(xué)家們認(rèn)為能演化成陸地生物的海洋始祖應(yīng)該具備四大條件。魚(yú)類(lèi)出現(xiàn)頜骨是首要條件,這使它們從只能吸入浮游生物向主動(dòng)出擊捕食轉(zhuǎn)變。從軟骨魚(yú)轉(zhuǎn)變成硬骨魚(yú)類(lèi)是第二階段,像鯊魚(yú)、鰩魚(yú)這樣整個(gè)骨架都是軟的軟骨魚(yú)類(lèi),無(wú)法在陸地上支撐自己沉重的體重,只有硬骨魚(yú)類(lèi),全身的骨頭變硬,才可能上岸生存。肉鰭魚(yú)家族,這是目前生物學(xué)家們認(rèn)為最可能是始祖家族的魚(yú)類(lèi),它們的魚(yú)鰭中也存在內(nèi)骨骼,具有內(nèi)骨骼的魚(yú)鰭上岸后可以演化成四肢。肉鰭魚(yú)還必須與其他魚(yú)有一個(gè)不同點(diǎn),這是它們可以上岸生活的決定性條件,那就是擁有內(nèi)鼻孔,完全的陸地生物都是用肺呼吸的,它們必須要有與外鼻孔相通的內(nèi)鼻孔,這樣才能使外部空氣順利進(jìn)入肺部,正是憑借這個(gè)條件,肉鰭魚(yú)成為了陸地生物的始祖。
提塔利克魚(yú),是一種已滅絕的肉鰭魚(yú)類(lèi),生活于約3.75億年前的泥盆紀(jì)晚期,化石顯示它同時(shí)具有肉鰭魚(yú)類(lèi)及兩棲類(lèi)的特征,目前認(rèn)為它是最早爬上陸地的肉鰭魚(yú)。
肉鰭魚(yú)向陸地邁出了一小步,卻開(kāi)辟了脊椎動(dòng)物陸地生活的一大步,從而拉開(kāi)了今日陸地生機(jī)盎然、多姿多彩的序幕。魚(yú)類(lèi)上岸后足部結(jié)構(gòu)就逐漸完善和分化了,適合爬行的爬行動(dòng)物,適合快速奔跑的貓科動(dòng)物,適合攀爬抓握的攀援動(dòng)物,還有直立行走的人類(lèi)。各種動(dòng)物的腳各有各的不同,都是為了適應(yīng)不同的生活環(huán)境和行走方式而演化的。不過(guò)有些動(dòng)物的腳除了行走,還有別的妙用。
不同動(dòng)物擁有不同的腳
陸地動(dòng)物們的腳通常都是為了支撐身體和適應(yīng)運(yùn)動(dòng)形式而演化的,比如人類(lèi)的腳踝和腳腱,這兩個(gè)部位的出現(xiàn)使我們可以長(zhǎng)距離行走和奔跑;貓的爪子上有厚厚的肉墊,可以吸音、減震和穩(wěn)定身體;蜘蛛的腳可以分泌油脂,讓它在自己結(jié)的蛛網(wǎng)上來(lái)去自如;樹(shù)蛙的腳趾上長(zhǎng)有小吸盤(pán),它是可以“飛檐走壁”的武林高手,在高大的樹(shù)木上跳躍也不怕摔下來(lái)……不過(guò)除了這些功能,有些動(dòng)物的腳還被賦予了更多的任務(wù)。
比如在低等動(dòng)物中,腳還有別的功能,像海膽,它的“腳”除了行走,還有視物和進(jìn)食的作用。海膽是無(wú)脊椎動(dòng)物,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)它的運(yùn)動(dòng)器官不能算腳,不過(guò)它的運(yùn)動(dòng)器官跟貝類(lèi)的斧足類(lèi)似,也具有移動(dòng)和附著的作用,也相當(dāng)于腳了。在實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家用強(qiáng)光照射海膽,它們會(huì)走到陰影區(qū)域去,拿一個(gè)快速移動(dòng)的物體模擬捕食者靠近海膽的“腳”,它們也會(huì)避開(kāi)。
除了海膽,蝴蝶和蒼蠅等昆蟲(chóng)的腳,也具有其他功能,它們用腳來(lái)“嘗味”。科學(xué)家給一只蝴蝶“禁食”兩三天后,用沾有糖水的棉花球碰它的前腿,蝴蝶馬上伸出了它的長(zhǎng)喙,開(kāi)始吸吮食物,此前,科學(xué)家也曾把它的長(zhǎng)喙浸到糖水里,那時(shí)它對(duì)糖水可是不屑一顧的啊。于是我們知道了,蝴蝶的腳就是它的“舌頭”,這個(gè)“舌頭”很靈敏,它不僅能?chē)L出甜味,而且能識(shí)別出咸味和苦味。
蒼蠅的腳上有許多黏毛,這些黏毛猶如人的味蕾,對(duì)味道非常敏感。當(dāng)蒼蠅落在食物上時(shí),它會(huì)首先用腳去嘗一下食物的味道,然后決定吃還是不吃。如果你仔細(xì)觀察,有時(shí)候可以看到蒼蠅落下后,會(huì)不斷地“抖腳”,它是為了把腳上沾的食物殘?jiān)甑?,免得影響它品嘗下一道“佳肴”。
其實(shí)不止蝴蝶和蒼蠅,我們?nèi)祟?lèi)的腳也能“聞到”味道,科學(xué)家就做過(guò)一個(gè)“奇特”的實(shí)驗(yàn)。首先在密封的塑料袋里裝上剁碎的大蒜,接著把洗干凈的腳丫子裝到塑料袋中再綁緊它,緊到你聞不到大蒜的味道。用腳丫子揉搓袋子里的大蒜,靜待一個(gè)小時(shí)?!捌孥E”發(fā)生了,你會(huì)感到鼻子和嘴巴里充滿了大蒜的味道,但其他人卻聞不到大蒜的味道,難道你的鼻子獲得了穿透塑料袋聞味的超能力?
樹(shù)蛙的腳趾上長(zhǎng)有小吸盤(pán)
不,這個(gè)味道是你的腳傳給鼻子的。大蒜被腳“蹂躪”后會(huì)產(chǎn)生一種叫做大蒜素的油狀液體,這種液體可以穿透腳部的皮膚,進(jìn)入血管,最后到達(dá)你的嘴巴和鼻子,這樣你就通過(guò)腳“聞到”了大蒜發(fā)出的味道,而因?yàn)檫@個(gè)物質(zhì)并沒(méi)有散發(fā)到空氣中,其他人是聞不到的。
當(dāng)然,并不是所有的化學(xué)物質(zhì)都能被腳“聞到”,皮膚只能吸收既可以和水結(jié)合,也可以和油結(jié)合的物質(zhì),除了大蒜素外,酒精、汽油等這些物質(zhì)也可以被皮膚吸收,它們都可以被腳“聞到”。
腳不止是一個(gè)器官,在西方國(guó)家,“腳”也被作為一個(gè)長(zhǎng)度單位。傳說(shuō),公元1100年時(shí),英國(guó)沒(méi)有統(tǒng)一的度量衡,人們的土地大小難以丈量,當(dāng)時(shí)的英國(guó)國(guó)王亨利一世為了解決這個(gè)問(wèn)題,決定用他穿著靴子的腳作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度單位,來(lái)衡量土地的長(zhǎng)寬。每個(gè)人高矮胖瘦不同,腳長(zhǎng)也是不一樣的,這當(dāng)然不算一個(gè)好的標(biāo)準(zhǔn),因此仍然時(shí)常有爭(zhēng)議產(chǎn)生,直到1959年7月1日,美國(guó)首次將“一腳”(英文“f eet ”也譯為“英尺”)的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化,定為0.3048米,這樣距離就可以用“幾腳”來(lái)形容,而即使大家的腳大小不同,對(duì)距離的理解也不會(huì)出錯(cuò)了。
不過(guò)除了這人為規(guī)定的長(zhǎng)度不會(huì)變以外,我們的腳的大小卻不是固定不變的,腳也會(huì)長(zhǎng)大。
我們知道女人懷孕的時(shí)候手腳都會(huì)水腫,變得更大,可是即使寶寶生出來(lái)了,媽媽們的腳卻沒(méi)有“縮水”,她們的腳確實(shí)變大了,而且這種變化是終身的,再也不會(huì)恢復(fù)了,這是為什么呢?
2013年,美國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn),50%~70%的孕婦在懷孕期間都會(huì)出現(xiàn)腳變大的現(xiàn)象,她們的腳在孕期會(huì)有2~10毫米的增長(zhǎng),同時(shí)也有一些孕婦足部拱形弧度變小。學(xué)者們認(rèn)為,孕婦的腳變大現(xiàn)象是孕期激素變化導(dǎo)致的,懷孕時(shí)會(huì)釋放一種韌帶松弛激素,有助于打開(kāi)盆腔,幫助生產(chǎn)順利進(jìn)行,這種激素也會(huì)使腳變厚、變寬,而且這種變化是終身的。而足部拱形弧度變小則可能是孕期體重增加,給足部增加了額外的壓力,導(dǎo)致足部被壓扁。但這些變化并沒(méi)有給她們帶來(lái)益處,足部變得扁平不僅增加了孕婦摔跤的可能性,在孕期變大的腳也提高了她們老年時(shí)患上關(guān)節(jié)炎的概率。
除了孕婦,老年人的腳也會(huì)出現(xiàn)變大和扁平的現(xiàn)象,除了年齡增長(zhǎng)自然發(fā)生的肌肉退化、骨骼變形和長(zhǎng)期受力導(dǎo)致足部扁平的原因外,也可能反映了一些疾病問(wèn)題,比如腳部水腫,這可能是心臟功能減退,血流不暢引起的,不能掉以輕心。
我們的一生,腳就像老黃牛,任勞任怨,雙足與地面接觸超過(guò)1000萬(wàn)次,默默支持著我們完成各種活動(dòng)。所以,我們要關(guān)心自己的雙足,小心保護(hù)自己的雙足,它才能伴你走過(guò)更長(zhǎng)的人生。