大象的鼻子为什么那么长？(2010-05-19 20:49:18)
大象的鼻子为什么那么长？
·方舟子·
现存的三种大象（亚洲象、非洲丛林象和非洲森林象）自己组成了哺乳动物
的一个目——长鼻目，那条长长的鼻子是大象最引人注目的特征。大象的鼻子就
像人的手一样有用，大象用它来抓住食物送到嘴里吃，用它吸水（一次能吸14升）
喝或冲澡，用它当武器鞭打或抛掷敌人，用它擦眼睛，用它向情敌示威，用它相
互爱护、打招呼，比如两头大象见面时会相互握鼻子，就像人见面握手一样……
长鼻子当然是从短鼻子进化来的。根据自然选择学说，大象祖先的鼻子变得
越来越长，是因为长鼻子对它们的生存有优势。那么，大象的长鼻子有上述这么
多的用处，究竟哪一个是促进它进化的关键呢？
大象的鼻子还有一个平时不会用到的作用。大象有时要横渡河流或湖泊，这
时它会在河底或湖底走，即使河水、湖水很深，深到把它淹没了，也难不倒它，
因为它可以把鼻子伸到水面上呼吸，就像一根通气管。其实大象也是游泳高手，
能游几个小时，本来不必用这么笨的方法过河，这似乎反映了它的某种本能。大
象即使在游泳时，也喜欢高举着鼻子。据推测，尼斯湖“水怪”就是一头在游泳
的马戏团大象，它高举的鼻子被当成了怪物的头和脖子。
如果我们人也给自己装一个像象鼻子那么长的通气管，是不是也能像大象那
样潜那么深呢？一头非洲象的肩高可以超过4米，但它被水淹没时，它的肺底部
距离水面大约是2米，在这个深度要承受大约150毫米汞柱（mmHg）的水压。那里
的血管的血压必须比这还高，不然就没法把血液灌注给其他组织了。但是肺通过
长鼻子通到了水面，肺泡的压力接近大气压，是0 mmHg。这样，在肺的底部，压
力从0 mmHg突然增加到大于150 mmHg。
肺的表面上包裹着两层薄膜，叫做胸膜。里面那层膜紧贴在肺上，叫脏胸膜。
外面那层贴附在胸腔内面，叫壁胸膜。两层膜之间是一个密闭的腔隙，叫胸膜腔。
胸膜腔里有一些浆液，起到润滑作用，减少呼吸时的摩擦。胸膜只是薄薄的一层
细胞，厚度只有30微米，里面有毛细血管，在水深2米时血压超过了150 mmHg。
而胸膜腔的压力接近大气压。也就是说，此时胸膜毛细血管的压力一边是0 mmHg，
一边是150 mmHg，血管将会破裂！即使给我们人安一个长鼻子，也没法像大象那
样潜水，否则会导致内出血。
那么为什么大象安然无恙呢？早在1681年，都柏林一位医生在解剖一头被烧
死的大象时，发现有一点很奇怪：看不到大象有胸膜腔。以后的研究也证实了，
在大象的两层胸膜之间，充满了结缔组织，只不过这些结缔组织比较松散，所以
呼吸时还是能够滑动。大象的胸膜也由厚实的结缔组织组成，厚达500微米。胸膜
里的毛细血管被厚厚的结缔组织保护起来了。这样就避免了大象潜水呼吸时发生
血管破裂。同样，为了避免在潜水呼吸时导致肺部下面的横隔膜破裂，大象的横
隔膜非常厚，厚达3厘米，比其他哺乳动物的厚得多。
如果对大象来说，潜水呼吸只是像现在这样偶尔为之，值得对身体构造如此
大动干戈吗？在大象进化的早期，潜水呼吸必定对它们的生存极为重要，重要到
它们的身体结构必须出现相应的变化才能繁衍下去。大象的祖先很可能是生活在
水中的。
我们怎么知道大象的祖先是怎么生活的呢？一种办法是把大象和其他哺乳动
物进行比较，看哪一种和它的亲缘关系最近。通过比较基因序列，人们发现和大
象最接近的是生活在水中的海牛目动物（包括三种海牛和儒艮）。大象的一些解
剖结构和它的发育过程也和海牛目动物很像，都是水生动物的特征。
另一种办法是找到大象祖先的化石。已经发现的古象化石有400多种，其中
最古老的是生活在大约5千万年前的莫湖象，也叫始祖象。始祖象像猪那么大，
形状像现在分布在东南亚和美洲的貘，有一个向前突出的鼻子。貘生活在热带丛
林的河流和沼泽中，善于游泳和潜水。始祖象的化石是在埃及北部的沙漠中发现
的，但是在几千万年前那里覆盖着亚热带雨林和沼泽。有很多证据表明始祖象就
生活在河流或沼泽中，以水生植物为食。和始祖象差不多同时的其他古象也是如
此。以后随着气候变化，森林消失，河流、沼泽干涸了，才迫使大象改为到陆地
生活，但祖先的遗产则继承了下来。
大象的鼻子为什么那么长？这个问题的答案有点出乎意料，但是很合理：为
了能潜水呼吸。长鼻子其他对现在的大象更有用的功能，都是后来衍生出来的。
2010.5.17.
（《中国青年报》2010.5.19）
大象的鼻子为什么那么长？(2010-05-19 20:49:18)
大象的鼻子为什么那么长？
·方舟子·
现存的三种大象（亚洲象、非洲丛林象和非洲森林象）自己组成了哺乳动物
的一个目——长鼻目，那条长长的鼻子是大象最引人注目的特征。大象的鼻子就
像人的手一样有用，大象用它来抓住食物送到嘴里吃，用它吸水（一次能吸14升）
喝或冲澡，用它当武器鞭打或抛掷敌人，用它擦眼睛，用它向情敌示威，用它相
互爱护、打招呼，比如两头大象见面时会相互握鼻子，就像人见面握手一样……
长鼻子当然是从短鼻子进化来的。根据自然选择学说，大象祖先的鼻子变得
越来越长，是因为长鼻子对它们的生存有优势。那么，大象的长鼻子有上述这么
多的用处，究竟哪一个是促进它进化的关键呢？
大象的鼻子还有一个平时不会用到的作用。大象有时要横渡河流或湖泊，这
时它会在河底或湖底走，即使河水、湖水很深，深到把它淹没了，也难不倒它，
因为它可以把鼻子伸到水面上呼吸，就像一根通气管。其实大象也是游泳高手，
能游几个小时，本来不必用这么笨的方法过河，这似乎反映了它的某种本能。大
象即使在游泳时，也喜欢高举着鼻子。据推测，尼斯湖“水怪”就是一头在游泳
的马戏团大象，它高举的鼻子被当成了怪物的头和脖子。
如果我们人也给自己装一个像象鼻子那么长的通气管，是不是也能像大象那
样潜那么深呢？一头非洲象的肩高可以超过4米，但它被水淹没时，它的肺底部
距离水面大约是2米，在这个深度要承受大约150毫米汞柱（mmHg）的水压。那里
的血管的血压必须比这还高，不然就没法把血液灌注给其他组织了。但是肺通过
长鼻子通到了水面，肺泡的压力接近大气压，是0 mmHg。这样，在肺的底部，压
力从0 mmHg突然增加到大于150 mmHg。
肺的表面上包裹着两层薄膜，叫做胸膜。里面那层膜紧贴在肺上，叫脏胸膜。
外面那层贴附在胸腔内面，叫壁胸膜。两层膜之间是一个密闭的腔隙，叫胸膜腔。
胸膜腔里有一些浆液，起到润滑作用，减少呼吸时的摩擦。胸膜只是薄薄的一层
细胞，厚度只有30微米，里面有毛细血管，在水深2米时血压超过了150 mmHg。
而胸膜腔的压力接近大气压。也就是说，此时胸膜毛细血管的压力一边是0 mmHg，
一边是150 mmHg，血管将会破裂！即使给我们人安一个长鼻子，也没法像大象那
样潜水，否则会导致内出血。
那么为什么大象安然无恙呢？早在1681年，都柏林一位医生在解剖一头被烧
死的大象时，发现有一点很奇怪：看不到大象有胸膜腔。以后的研究也证实了，
在大象的两层胸膜之间，充满了结缔组织，只不过这些结缔组织比较松散，所以
呼吸时还是能够滑动。大象的胸膜也由厚实的结缔组织组成，厚达500微米。胸膜
里的毛细血管被厚厚的结缔组织保护起来了。这样就避免了大象潜水呼吸时发生
血管破裂。同样，为了避免在潜水呼吸时导致肺部下面的横隔膜破裂，大象的横
隔膜非常厚，厚达3厘米，比其他哺乳动物的厚得多。
如果对大象来说，潜水呼吸只是像现在这样偶尔为之，值得对身体构造如此
大动干戈吗？在大象进化的早期，潜水呼吸必定对它们的生存极为重要，重要到
它们的身体结构必须出现相应的变化才能繁衍下去。大象的祖先很可能是生活在
水中的。
我们怎么知道大象的祖先是怎么生活的呢？一种办法是把大象和其他哺乳动
物进行比较，看哪一种和它的亲缘关系最近。通过比较基因序列，人们发现和大
象最接近的是生活在水中的海牛目动物（包括三种海牛和儒艮）。大象的一些解
剖结构和它的发育过程也和海牛目动物很像，都是水生动物的特征。
另一种办法是找到大象祖先的化石。已经发现的古象化石有400多种，其中
最古老的是生活在大约5千万年前的莫湖象，也叫始祖象。始祖象像猪那么大，
形状像现在分布在东南亚和美洲的貘，有一个向前突出的鼻子。貘生活在热带丛
林的河流和沼泽中，善于游泳和潜水。始祖象的化石是在埃及北部的沙漠中发现
的，但是在几千万年前那里覆盖着亚热带雨林和沼泽。有很多证据表明始祖象就
生活在河流或沼泽中，以水生植物为食。和始祖象差不多同时的其他古象也是如
此。以后随着气候变化，森林消失，河流、沼泽干涸了，才迫使大象改为到陆地
生活，但祖先的遗产则继承了下来。
大象的鼻子为什么那么长？这个问题的答案有点出乎意料，但是很合理：为
了能潜水呼吸。长鼻子其他对现在的大象更有用的功能，都是后来衍生出来的。
2010.5.17.
（《中国青年报》2010.5.19）