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汪医生小课堂 上海交通大学医学院附属宁波医院外科执业医师 人体有八大系统，而泌尿系统经常和生殖系统并称为泌尿生殖系统，我们应该知道，在女性，泌尿道和生殖道虽然距离很近，但是确实是分开的2个器官（尿道和阴道），它们能各司其职，而在男性，尿道同时发挥着排尿和射精的作用。 为什么感觉不少雄性动物都是排泄和生殖共用一个器官，有没有更优的进化方案？确实，与人类相似，很多雄性动物都是排泄和生殖共用一个器官。我是泌尿科医生，还是对人体比较熟悉，就拿人类来分析。首先从遗传和进化角度看，这已经是一种优选的方案了，能一起共用的就一起共用体现了简并和高效的原则，因为多一个器官就可能耗费更多的能量，也会出现相应的疾病。而且，在一起共用完全能达到想要的目的。 比如男性在排尿和射精虽然有共用的器官（阴茎，尿道和前列腺），但这两种行为并不会同时发生，也就是说排尿时不会射精，射精时也不会排尿。射精管位于尿道前列腺部，前有尿道膜部的尿道外括约肌，后有膀胱颈的尿道内括约肌，在性活动时两扇门都是关闭的，射精时前门打开即可，后门仍然紧闭，也就不会排尿。身体的结构是如此精巧，我们不得不赞叹它的神奇。至于有没有更优的方案，我想不太到，进化的过程是缓慢的，这种结构应该会继续保持下去吧。 生命科学探究 科学领域创作者 这个答案可以说的很简单，按照当今生物学的主流观点，生命最早出现在海洋里，我们拥有共同的祖先，有性繁殖最早可能是偶然出现的。在海洋里，无性繁殖的生物先拥有了排泄器官，排泄器官早于生殖器官出现，最早的遗传物质是从排泄器官中排出体外的。你要知道有性繁殖最早不是体内性交，不需要接触性器官，排泄器官也没有尿道和肛门之分，这些遗传物质被排出到海洋中与其他生物的遗传物质结合，从而变成新的个体。 我们参照生物分类，一样一样打脸（连题主一起打！）先来，古菌域的研究还不甚清楚，细菌域的“性”更接近于一种“传染病”（F质粒），和配子生殖的“有性生殖”可以说毫无关系，我们不管。再说，细菌用于排泄的是啥？应该是细胞膜吧。哦，插一句，朊病毒和病毒之类，咱也先放一放吧？好吧，我们来看丰富多彩的真核生物域。先说一个关键词：“排泄”。“排泄”的定义是“生物将水分、气体等代谢废物排出体外”。值得注意的是，消化产生的食物残渣不是生物的代谢废物（从未进入体内，何谈代谢？），这个过程叫做排遗。同学所说的“排泄器官，应该指的是”排遗器官“吧？所以植物有没有排泄呢？有。落叶、蒸腾等等都是植物的排泄，植物没有专门的“排泄器官”。同时，植物是没有排遗的，因为植物没有摄食（也许捕蝇草算吧，但是也没有“排遗器官”）。除动物界、植物界以外的所有真核生物，包括部分单细胞行有性生殖的植物界生物，直接生活在海水环境中的部分，其排泄是直接通过膜的；生活在淡水中的部分，为了维持高于环境的细胞内渗透压，需要专门的细胞器来排出水分（例如的伸缩泡）。能够摄食的变形虫没有摄食结构，往往也没有排遗结构；而诸如草履虫等生物，具有口沟且往往具有胞肛作为排遗结构。而这些生物的有性生殖，通常是由两个不同“性别”的个体接合，进行融合、减数分裂、染色体数恢复进行的。性器官？你指的是细胞整体吗？我们再来聊一下“器官”一词。“器官”是“由不同细胞和组织构成的用于完成特定生物学功能的生物结构”。换句话说，只有多细胞生物才具有器官。前面说的“胞肛”、“伸缩泡”，叫做细胞器。而具体到题主的问题，我们可以把“大多数生物”局限到“大多数动物”了吧？有性生殖早于多细胞生物出现，生殖器官是早于排遗器官出现的，而排泄器官则是生物进军陆地才产生的结构，何谈“排泄器官早于生殖器官出现，最早的遗传物质是从排泄器官中排出体外的”，和“排泄器官也没有尿道和肛门之分”呢？即使说“排遗器官一出现就附到了生殖器官上”，也是不对的，一张图打脸： 你告诉我，怎么就是从排泄器官里出去的了？在动物当中，由于演化的压力，下面几个结构或者特征独立演化出来了很多次：头、两次对称、中枢神经、分节、强大的摄食器官其实很好理解，动物能够运动，摄食和躲避摄食就必然成为了演化鼓励的方向。有一个感觉器官集中的头端引导运动的方向、有方便调整运动方向的两侧对称（相对于辐射对称）、有一个集中调控而发达的神经中枢统筹调控、有各司其职分工明确的体节、张着血盆大口的生物，当然会成为优势的类群。动物演化的路径上，纷纷出现了“头”这样一个部位。而“头”的出现，相对性的使生殖孔和排泄孔集中到了后端。但是不是结合到了一起呢？并不是这样，看看栉水母动物门（？）→扁形动物门→环节动物门→节肢动物门这一条路线（含软体动物和线形动物等的盲端分支）你就会发现，消化道开口、氮素排泄的开口和生殖孔的位置并没有什么联系。他们只是随着头端的集中而相对集中到身体后段了而已。实际上你会发现他们的生殖孔更靠近头端。 为什么呢？因为他们是原口动物。简单来说这群动物的祖先是没有肛门的（吃进去消化完了吐出来），演化出来的肛门是消化道“击穿”身体另一侧形成的。胚胎发育时内吞卵黄的凹陷就是他们的“口”。而胚胎发育就那么点地方，生殖腺的开口在腹侧靠近原口的地方，发育出来自然就更靠近头部一些。至此，我们可以把“大多数动物”进一步限定到“大多数后口动物”了。与“原口动物”相反，“后口动物”的“口”是卵黄腔对侧“专门”凹陷形成的构造。因此，在后口动物中可以广泛的看到生殖腺开口在肛门附近。但二者之间并没有什么联系！生殖腺开口从来和排遗的消化道开口是不相干的！没看明白翻回去复习一下“排泄”和“排遗”。值得注意的是，原口动物和后口动物在演化上分开的相当早，二者无论是系统发生还是胚胎分裂上都有巨大的差异。后口动物的生殖腺与肾脏同源，因此，后口动物与生俱来就有“泄殖孔”这样独特的结构来同时排出多余水分和生殖细胞。原因嘛，通俗一点说就是：肠道细胞是干“吸收”的活的，泌尿细胞是干“分泌”的活的，要分出来生殖细胞，你说打哪出来？注意观察会发现鱼类肛门和泄殖孔大多是分开的，而两栖类和爬行类则大多是合到一个孔的。很显然，共用是“减少水分散失”的演化结果。接下来的部分好交配器出现blabla……其实也不是……很多爬行类和亲缘很近的鸟类的交配器专司生殖（例如鸭），尿液（或尿酸结晶）是直接排入肠腔末端的……
确切地说，共用的只是尿道而已，它既能排尿也能排精，但雄性动物的泌尿和生殖两套系统的主体结构（肾脏、睾丸）还是分开的。其实雌性动物身上也有这种器官共用现象，比如鸟类的泄殖腔，既能下蛋又能排大便，这就是为什么你有时会在买来的新鲜鸡蛋外壳上发现鸡屎…… 这类现象在生物学上很常见，被概括为“简并原则”，即相近、相似的功能都尽可能地集中到一个组织或器官中完成，以节约资源。排泄和生殖在功能上都是把体内产生的“异物”排出体外，很类似，于是便在同一个管道中进行了。 让动物们维护一个管道，肯定比同时维护两个管道要省事，除非那两个管道功能差异太大，实在合并不到一起。生物体在进化中总是尽可能地坚持“简并原则”，这样才能以有限的身体结构发挥最大功用，提高机体利用率和性价比——这可是一项极为重要的生存优势。所以，从进化学的角度来看，雄性动物最好还是继续让排泄和生殖共用同一个器官（尿道），因为没有更优的进化方案。 另外，“简并原则”在生物进化过程中是和另一个“冗余原则”紧密结合在一起的，动物身体结构高度简并的同时，总是保留着很大的功能冗余度作为战略缓冲，比如肺泡，肾小球，肠绒毛等，在数量上都是严重过剩的，其意义是伤害预防，类似于国家的战略物资储备，当身体遇到伤害局部功能受损时，能及时找到替补。如果说简并是让资源利用更高效，那么冗余则是让机体的抗风险能力大大增强。因为有了简并，所以生物体才有足够的剩余资源去实现冗余，增加生存保障；因为要预留冗余以防不测，所以生理结构功能必须简并。简并+冗余，两者相辅相成，共同为物种的生存保驾护航。 把这个冗余原则也考虑进去的话，雄性动物现有的设计方案（排泄和生殖简并于尿道，以此为前提预留肾小球冗余和精原细胞冗余）就更没必要改了，因为它是大自然在生命体设计制造过程中的核心原则的一种体现，改了，也就背离生命进化的基本方向了。
确实是这样的，几乎所有雄性高等动物都存在尿道和生殖腺开口共用的情况，只有鲨鱼和几种蜥蜴是例外（鲨鱼没泌尿系统，人家用皮肤尿尿）。不过，这已经是自然选择机制通过几亿年筛选得到的最优方案了。 “人体公司”的演化方式我们的身体就是一个公司，八大系统就是八个部门，大脑是经理，但决定公司演化走向的不是他，而是董事长——自然选择先生。这位“自然选择先生”是一个标准抠货，人称“自扒皮”。他的理念只有一条:用最少的部门最少的人手完成尽可能多的工作。 自打单细胞生物演化成鱼类以来，“自然选择先生”就再也没有主动添加一个部门，他不允许加法式的演化。鱼登上陆地需要呼吸空气？行！“消化系统吗？让食道加一个囊。循环系统吗？拿毛细血管把这囊包上，就在这儿进行气体交换”！“啥？需要牙齿，申请成立食物预处理部门？？？不行！秘书，把鱼鳞的DNA段落改一下送口腔去”！“要咀嚼食物需要下颌？来秘书，腮弓不是用不着了吗，把第三对改一下弄成下巴”！“生殖系统想要一个单独出口？你咋不上天呢？滚回去继续跟泌尿共用出口，再废话把你弄肛门里去”！ 瞧，在缺少相应部门时，他总是让现有员工去培训，增加新技能。能省就省，力求简单高效。如果不是生存环境发生根本性改变，他是不会考虑增加人手的，就更别说增加部门了。 减法式演化的好处高等生物的演化总是趋向于让身体更简洁更高效。这并不难理解，部件越多，能量消耗越高；组件越复杂，胚胎发育中出现错误的可能性就越高。如果想形成有全新功能的器官，就需要通过突变在DNA分子中增加新碱基，这是一个相当危险的过程，获得有益突变的概率并不高。 在我们的DNA中，核苷酸分子里碱基的排列顺序构成了遗传信息。这些遗传信息可以通过转录过程形成RNA，再通过翻译产生多肽，最终形成蛋白质，构建我们的器官。减法式演化通过抑制某些基因段的表达来实现，也就是用一种叫“dsRNA”的东西参与染色体的修饰，使其中的组蛋白和DNA发生甲基化作用。 甲基化可以让相应基因段不能被转录，从而导致受阻基因不能表达，让这些器官不能发育完全或者根本不发育。比如马的其它四个脚趾，比如我们的尾巴。 部件的增加很困难，但减少很容易。所以从鱼类开始，动物们实际上并没有增加什么新组件，我们身上的器官几乎全是鱼类已有器官的特化、分化和增强版。泌尿生殖两系统共用一个出口也没什么不好，冒着突变失败的风险再长出个专用于尿尿的开口来？不嫌裤衩勒得慌？
更优的方案是男性也把两个器官分开，生殖器官不变，泌尿器官改为跟女性一致。 这样可以和女性接近，上厕所方式一致了，缺点，容易厕所排长队，进而憋不住只好尿裤子。 柯乐阿坚 因为你的生殖系统不是天天使用，所以从部门优化方面考虑，排泄和生殖部门合用一个系统比较省空间。想想看，如果你的生殖系统和排泄系统分成两个部门是否看起来很有笑感！
你真敢瞎想，如果再开一个孔的话，在哪开合适，肚挤眼还是胳膊窝。还是再长一根，前面一根，后面一根。没见鸡鸭三孔合一，也照样畅通无阻，没有堵过车吗？你担心的太多了。
更进化的方案肯定有的，各种生物一直都在进化着。 目前为止，大部分雄性动物的生殖和排泄都共用一个器官，这是几十万年来逐渐形成的。以后的进化结果如何，同样得经过漫长的时间，我们这一代人或以后几代人都不可能见到这种新的更进化的雄性奇观。 我乐观认为，进化初步设想是雄性享有两套工具。即每个雄性将同时拥有两条长把，一条负责排尿，另一条负责生殖。两套工具独立使用，一套与膀胱、前列腺、尿道相通，另一套与精囊、射精管相连，各自功能将进一步提升，如持续时间更长等。 目前为止，地球上同时拥有雄性和雌性器官的动物，如福寿螺一类，它们可以同时与另一个或两个以上同类性交；地球上也有可以随环境变化而改变性别的动物如黄鳝一类，它们可以根据现实环境如水温、PH值的改变、光照时间等因素影响下可变性。上述情况俗谓“雌雄同体”。 同时拥有两套家伙式的雄性，目前为止没有。什么时候有，目前很难说。 到那时，天下每个男人将同时拥有两条大鞭，是进化史上的奇观！但是在两条大腿中该如何安放，工具使用时如何协调操作等，目前还是个未知数，等慢慢进化吧。 本方案纯属于科幻想象，属个人大胆想法，针对有人提出这问题而设想。 |
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痴迷哥德尔不完备定理 武安市第三中学教师 
纯野生科学家 北京京源水务有限公司苏村取水站职员 
图:人体八大系统
图:有益突变
图:有害突变😂
