改變遊戲規則的羊膜卵 - 艾普麗爾·塔克 (April Tucker)

完整課程詳見: http://ed.ted.com/lessons/the-game-changing-amniotic-egg-april-tucker

3.5億年前，卵無法遠離水而存活，因此動物都生活在水邊。直到羊膜卵的出現，才讓純陸地生活對於動物來說成為可能。艾普麗爾·塔克把羊膜卵的每一層膜剝開來，給你看這一非凡的進化奇蹟。

授課：艾普麗爾·塔克 (April Tucker), 動畫：Pew36 動畫工作室 (Pew36 Animation Studios)。

你相信海象、

響尾蛇

和鹦鹉

牠們曾經都生活在同一个屋檐下吗？

讓我們回到3.5億年前。

看

潮濕的沼澤，馬尾草的熱帶雨林和各種蕨類植物

遍佈地面。

兩棲動物在陸地上佔主導地位。

牠們從最小的蠑螈

到碩大的鱷魚。

牠們所有的都依賴水來產卵。

如果牠們不依靠水，

牠們無殼的，像果凍一樣的卵會變乾。

因為這個危險，

牠們大部份時間都要

住在或靠新鮮的水域而生。

也就是說，直到一個變革性的突破

改變了一切：

羊膜卵。

羊膜卵是有外殼的，

防水的，

而且能夠被產在乾燥的陸地上。

羊膜卵是由羊膜動物生產的，

一種新的動物族群因其革命性的卵而得名。

第一個羊膜動物是四足動物（tetrapod），

一種四條腿的動物，

類似小的蜥蜴。

雖然一些兩棲動物可以在陸地上行走

以及將牠們的卵埋在
濕土裡或極度潮濕的區域，

在羊膜動物之前，牠們沒有能力

將卵產在完全乾燥的陸地上。

因為這個進化的卵，

羊膜動物是第一種動物

完全具備陸地生活能力的動物。

但是，儘管牠們向陸地進軍，

羊膜動物沒有拋棄

牠們池塘生活的習性。

事實上，羊膜卵用牠們的外殼

把池塘的水生環境給包裹了起來。

這是通過四個主要的升級而實現的

這些也是羊膜卵的獨特之處。

讓我們仔細看看。

第一個進化是最明顯的：

卵的保護外殼。

外殼堅硬但靈活，

還由貌似皮毛狀的外表，

至今仍然可以在爬行類動物的卵上發現。

外殼保護卵免於捕食者，

細菌，

損壞，

和乾燥。

但，不同於魚缸壁是不透氣的，

羊膜卵的外殼有很多細小的透氣孔，

這樣氧氣可以透過這些小孔

使得發育中的胚胎不會在卵裡窒息。

接下來的兩個進化是有兩個單獨的膜

牠們能像肺協同工作。

牠們將氧氣帶入胚胎

同時又清除二氧化碳。

第一個是絨毛膜，

這是一層保護膜，

能令氧氣進入外殼的
細小毛孔之後順利通過。

你可以將絨毛膜看成

一個煮雞蛋剝掉外殼之後
剩下的那層薄薄的皮。

可以將這層防水膜想像成

一個卵的氣體交換的大門。

它是氧氣的進口

同時又是二氧化碳的出口。

與絨毛膜協同工作的

是尿膜。

如果絨毛膜是大門，

那麼尿膜就是這座建築的大堂。

它為氧氣和二氧化碳指明方向

同時儲存

胚胎不需要的廢物。

絨毛膜和尿膜確保胚胎

獲得一切所需

並且也為其清除一切廢物。

最後一個可能也是最重要的進化是羊膜

羊膜卵就是以其命名的。

羊膜也包裹在絨毛膜內

使得胚胎能在液態環境中漂浮。

因為它已經離開了
兩棲動物生活的水底世界，

所以羊膜對防止胚胎乾燥

是必不可少的保護。

它是一個可移動的池塘

使得羊膜動物可將卵產在乾燥的陸地上。

它的液體也保護胚胎

免於碰撞或生硬著陸，

就像你的自行車或汽車的減震器

外殼和這些膜共同

為胚胎的發育和成長

提供了一個安全的水生環境。

新的羊膜動物的後代將繼續

推進脊椎動物的進化過程

離開水域去探索新大陸。

牠們將用接下來的幾百萬年

分化成兩個不同的組：

下孔類和蜥行類。

下孔類動物包括

哺乳類動物，

蜥行類動物包括

爬行動物、

鳥

和恐龍。

這兩個羊膜動物的組包括

海象、

響尾蛇

和我們今天所熟知的鸚鵡。

就像一個家庭團聚一樣，

雖然形態體格各異，

來自地球的不同角落，

這些動物都有一個共同的家：

羊膜卵。