Evolution's Weirdest Creatures | Full Documentary | NOVA | PBS

开篇展示会飞、会挖洞、会游泳的各式身体，指出所有身体形态都可追溯到单一源头。最早的生命没有头、四肢和嘴，只是单细胞；当细胞学会黏在一起，身体才得以形成，动物多样性随之爆发。但要更大更复杂，身体还需获取更多能量，氧气因此成为改变身体蓝图的关键。

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大象被称作进化最奇怪的生物之一：鼻子灵活如手，既能推倒树木又能捡起一片草叶；象牙终生生长，可长达十英尺半，一对重逾440磅；每天进食18小时，吃掉体重4%的植物。最惊人的是体型，有的重达11吨，相当于一辆校车。

大象是今天陆地上最大的动物，但和所有生物一样由无数细胞构成，细胞是身体的根本构件。一头大象体现着千万亿个细胞协同工作，由此引出问题：这些细胞从何而来，又如何聚合成身体，答案要回到遥远的过去寻找。

要回答细胞如何组成身体，需回溯到第一批大象、第一批哺乳动物乃至任何动物出现之前，即40亿年前地球上最早的生命。本节由此开启全片主线：进化如何把单个细胞变成今天最大的陆生动物。

年轻地球环境暴烈而不可预测，对生命充满敌意，但简单细胞在波涛之下顽强存活，多数走向进化死胡同。科学家认为其中一个细胞与众不同，即LUCA，它是大象乃至地球上所有生命的共同祖先，是今天一切生命的起点，但未必是最早的生命形式。

科学家不确定LUCA一系如何存活，或许只是运气，但已知它能自我复制，后代继承有助于存续的性状。复制并不完美，微小突变让部分副本变得不同，有时这些错误反而有用，比如让生物更大或更快。进化没有目标、没有目的，完全建立在微小错误之上，通往复杂身体的路由此开始。

LUCA的后代分化出植物祖先、真菌等，但复杂身体尚在遥远未来。地球气候自然变化使行星陷入深度冰封，即雪球地球。

雪球地球时期冰盖几乎延伸到赤道，海洋几乎全部冻结。真正的问题不是寒冷本身，而是可用食物急剧减少，生存成为终极考验。在冰封海洋中，LUCA的一个后代正拼命寻找食物，科学家称这个假想的微小生物为Eukaryota。

Eukaryota可视为动物最后的单细胞祖先，仍相对简单，但有几项特征使其区别于其他单细胞生物，例如一端伸出鞭状尾鞭毛，推动它在水中前进。数十亿年里生命演化出新性状，但Eukaryota依旧只是一个微小单细胞，单细胞觅食方式有限。然而在生存之战中，它将永远改变地球生命的形态。

以驱动蚁为例展示数量优势：单只蚂蚁难以独自生存，但群体可达两千万只，能制服比自身大数千倍的猎物，靠数量与协作完成个体做不到的事，说明合作能让生物获得新能力。

约六亿多年前雪球地球冰下，Eukaryota表面黏性分子使其分裂后细胞不分离而黏在一起，代代相传形成庞大细胞联盟，单个细胞时这一性状几乎无关紧要。

科学家称这一假想群体为死亡之星，它比单细胞大得多，细胞同步摆动鞭毛制造水流，更高效吸入较小微生物为食，是首个多细胞生物，也是通向动物身体的重要一步。

多细胞化是突变带来的偶然，在各类生物中独立起源约25次以上，但在动物中只发生一次，且动物一旦多细胞化就再未退回，成为成功的策略。

以驱动蚁兵蚁与工蚁分工类比：早期多细胞生物中细胞开始承担不同角色，有的负责取食、有的负责运动、有的负责繁殖，从而能形成器官组织，带来更高效率与更多可能。

细胞特化是生命进化的转折点，死亡之星的后代继续分化出性细胞、神经细胞和肌肉细胞，最初偶然的突变最终带来革命性变化，身体的时代到来。

细胞联合后仅一亿年，海洋中已充满各种体型，其中包括大象的远古祖先——一条无牙无鼻、不到一英寸长的蠕虫。更大更强的身体需要氧气，而远古海洋氧气稀缺，早期动物获取氧气的方式有限。

较简单的动物主要靠皮肤吸收氧气，如今天的蚯蚓仍用皮肤呼吸，但这有局限：必须保持湿润、靠近水环境，且仅靠皮肤吸氧会限制体型，因此一些早期动物小而缓慢。

这种小蠕虫体侧布满用于滤食的微孔，孔内略有褶皱以增加表面积；褶皱代代相传并加深为褶层，原本用于进食的孔被改作呼吸之用，这就是鳃的开端。

鳃是动物进化史上的重大创新，因为能让动物获取更多氧气。用折纸演示：同样大小的表面折叠后可在相同空间内大幅增加表面积，从而增强从水中摄氧的能力。

鳃大幅提升摄氧，更多氧气意味着从食物中获取更多能量，支撑更快更大更强的身体。鳃广泛存在于众多动物类群，从小丑鱼到鲸鲨，形态位置各异，今天所有两栖类、爬行类、鸟类和哺乳动物都源自有鳃的祖先。

肯尼亚旱季水位退去，鱼类要么随水迁移，要么适应浅水。肺鱼Kamongo除鳃外还有肺，会张口吞气送入体内气囊；肺呼吸承担其九成以上氧气需求，鳃虽仍可用，主要负责排出二氧化碳。

这种吞气能力约四亿年前出现，最初只是备用系统，帮助鱼在低氧水域或短暂干旱中存活；当它与另一项关键适应结合，便打开了全新的世界。

肺鱼的鳍肌肉发达、肉质厚实，具备爬上陆地的能力，被视为水到陆地的演化环节。提塔利克鱼体长约五英尺，眼睛朝上，用鼻孔呼吸并拥有大肺，部分个体四肢已近似人的手和脚；科学家尚不清楚最早登陆的确切原因，但四只肉鳍为所有陆生脊椎动物奠定基础。

四足动物身体蓝图一旦确立便可自由修改：鸟类用它飞行，鲸类回到水中用它游泳，蛇类则完全失去四肢。今天所有爪、蹄、手和脚，包括大象与人类，都源自那些离水登陆的先锋鱼类。

四足动物并非唯一成功的身体方案，但尤其擅长变大，演化出巨型动物。大体型可储存脂肪水分、获取高处食物并少受捕食者挑战。

恐龙统治地球一亿八千万年，是陆地上曾出现过的最大动物，或可视为四足动物演化的顶峰。与此同时，大象的祖先非洲兽类仍然很小，虽继承同样的四足蓝图，体型却远不及恐龙。

火山活动、小行星撞击或气候变化都可能骤然改变生存挑战，曾经有利的适应，比如巨大的体型，会突然变成巨大负担；在熬过 mass extinction 时，体型确实至关重要。

小行星重创地球后，恐龙灭绝，体型超过大浣熊大小的动物几乎都消失了。巨大意味着特化，环境一变便承受更大压力；植被消失、食物链崩溃后，小、灵活、敏捷、杂食反而成为成功的生存策略，幸存者常来自意想不到的地方。

在新世界里，小型毛茸茸的哺乳动物迎来机会，非洲兽类凭敏捷、适应力、小体型、数量众多和杂食性胜出。植物看似不会逃跑躲藏，却用刺、树皮和化学物质自卫，吃植物并不轻松。

植物富含纤维素，它是支撑植物直立的结构材料，却极难分解，即便现代植食动物也无法完全消化，马粪中仍可见大量完整草纤维。多数动物缺乏纤维素酶，只能依靠吞入体内的微生物伙伴来分解。

今天几乎所有植食动物都把消化植物交给肠道微生物，形成共生关系，双方逐渐彼此依赖、难以分离。人体肠道也住着数万亿微生物，仅肠道内就约四点五磅；动物负责吃，微生物负责分解。

靠肠道微生物，早期非洲兽类繁盛并扩散到非洲各地，进入恐龙留下的栖息地。大灭绝意味着大量生态位空缺，幸存动物随后演化去填补这些角色，产生令人惊叹的适应与创新；部分后代至今仍生活在非洲。

树蹄兔是小型灵活的植食者，保留祖先的攀爬本领：脚底有汗腺润滑的软垫，便于在树上移动并到达树冠，取食各种叶子，同时居高观察捕食者。其身体为树冠生活而塑造，适应所占据的生态位，在 Nairobi 一带的庭院中十分常见。

蹄兔外表像啮齿动物，但最近的亲属中竟包括大象，看似极不相称。二者亲缘虽近，身体却截然不同，原因是它们进化到不同的生态位中生活。非洲兽类因被隔离在非洲大陆、竞争极少，得以占据大量不同生态位。

非洲兽类各占不同生态位而互不竞争，身体被不同栖境塑形，由此扩散全非洲。

有些非洲兽类演化出更大的肠道以处理更多植物，而更大的肠道意味着更大的体型。这种约三英尺高的粗壮动物比毛茸茸的祖先大得多，大部分时间啃食植物，是早期长鼻类、大象的亲属；它演化出延长的门齿以撕开茂密植被，但大牙齿也有代价。

以海象头骨为例：獠牙从顶端到底部可长达三英尺，用于交配与求偶，却妨碍进食，海象只能把吻部插进泥里找小蟹、蛤蜊和软体动物，并把獠牙向后收。进化没有目标，也不沿直线走向某个终点，它只是解决问题，因此常出现难以预测的奇怪身体方案，解决一个问题又制造另一个。

长鼻类用肌肉发达的鼻子把食物推向嘴，鼻子稍长即获优势；鼻子变长支撑更大身体，更大身体又驱动鼻子变长。

Palaeomastodon 约3000万年前漫游地球，已有象鼻和獠牙，大耳朵仍在进化中，体型已很像大象。它是大象众多已灭绝的古代亲属之一；这些亲属起源于非洲，随后扩散全球、适应新生态位，身体继续被塑造：有的下颌延伸怪异，有的獠牙向下弯曲。

猛犸象是冰河时代毛茸茸的标志，拥有巨大肠道以消化大量植物；长鼻类由此成为史上最大的哺乳动物之一。獠牙其实只是过度生长的门齿，形状大小各异。这个曾多样、约180种的类群，如今只剩三种。

曾经多样的长鼻类中，如今仅存三种：亚洲象、非洲森林象，以及今天地球上最大的陆生动物非洲草原象。它们是大象这一支系漫长演化后留下的现存代表。

看大象会立刻注意到三点：巨大的体型、惊人的獠牙和独特非凡的鼻子。鼻子是终极的进化多工具，用于呼吸、拾取食物送入口中。其身体由千万亿细胞构成，肺是陆生动物中最大的之一，肠道可长达120英尺、充满消化植物的微生物，獠牙终生生长，鼻子举世无双，大象是进化最非凡的造物之一。

大象身上有某种打动人类的东西，或许因为它们在人类自身的进化旅程中一直是恒久的伙伴。它们与我们关系密切、共享环境，并受到崇拜，这从人类与这些美丽生物悠久的互动史中清晰可见。

40亿年进化塑造了今天的大象，但它的故事远未结束。如今人类成为驱动力：为象牙大量偷猎，正在改变其进化方向，使少数天生无牙的个体获得优势。某些种群的选择压力如此之强，无牙竟成了优势，而獠牙曾是其数百万年进化史的一部分，最好的解释就是我们和偷猎。

进化从不停滞：若不再猎杀有牙大象、獠牙重新变得有利，它们会回来，这就是进化的运作方式。大象不是旅程的终点，只是40亿年故事从单细胞开始的最新一章。人类只是进化拼图与生命之树的一部分，所有生命彼此相关，进化帮我们理解谁与谁相关、我们如何走到今天以及为何如此。