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人类的鼻孔数目是两个,这谁都知道,这是一个简单到不能再简单的常识。但往往越简单的东西,当被问到“为什么”的时候,解答起来就越困难。
就像哥德巴赫猜想,年,数学家哥德巴赫提出“任一大于2的整数都可写成三个质数之和”的一个简单的猜想。他自己没法证明,于是他写信请求当时赫赫有名的欧拉帮忙,欧拉至死也都没法证明。这一猜想,在此后几百年的时间里,无数位数学家前赴后继,呕心沥血,才有所突破。
为什么人类的鼻孔数量是两个?这个问题也一样,看似很简单的常识,但从进化论、人类胚胎学、比较动物学、动物行为学和感觉生理学的角度来看,这是一个很复杂的问题。下面,我们就从各个角度来讨论这个问题:
鼻腔循环的必要条件
首先,我们要明白,从解剖学上讲,实际上“我们有两个鼻子,一个鼻孔就是一个鼻子”,只不过它们组合在一起,我们才把它们看作一个整体,称之为“鼻子”。实际上,我们的两个鼻孔,是分开独立工作,各司其职的。
人类有两个鼻孔,其中一方面原因是,我们的身体需要进行一个叫做鼻循环的过程,这需要两个鼻孔独立工作才能完成。每一个鼻孔中都有鼻黏膜,其中一个鼻孔的黏膜总会比另一个胀一点。为什么黏膜会更胀,这是因为黏膜的血管变得更大,更多的血液会进入黏膜,黏膜整体会变得更厚,因此鼻孔的空间会变小。
两到三个小时后,另一侧的鼻孔的黏膜会胀起来,而原来更胀的一侧则会缩减,如此不断循环替换,昼夜不停。
通常我们是感觉不到鼻粘膜是否胀起来的,因为程度很轻微。然而,当我们感冒的时候,两个鼻孔无论如何都会比平常胀得多,那么鼻循环在这个时候就很明显了。我们感冒的时候,会感到鼻塞,但一般只有其中一个塞,这是鼻腔循环和感冒病毒共同作用的结果。
具体来说,鼻腔循环对我们的免疫系统很重要。鼻孔起着空气过滤器的作用,这样我们吸入的空气中的各种有害物质(毒素、病毒、细菌等)就不会进入更敏感的器官,如喉咙或肺部。但我们的鼻子在过滤有害物质的同时,也要让空气通过,这就需要两个鼻孔交替工作。当一个鼻孔最大限度地张开,保证身体可以呼吸,同时让有毒物质、病毒、细菌等被过滤后留在黏膜中,但这个鼻孔的黏膜是缩减起来的。
同时,另一个鼻孔黏膜胀起来,血管是开放的,这样血液中的免疫细胞就有了最大的通路,在某种程度上,这个鼻孔中的有害物质会被免疫细胞清理干净。两三个小时后,另一侧的鼻孔最大限度地张开,原来主要用来呼吸的鼻孔黏膜胀起来,开始让免疫细胞进行清理工作。
因此,这就是为什么我们有两个鼻孔的其中一个原因了:有两个鼻孔是有利的,因为这样可以让其中一个鼻孔呼吸,另一个对有害物质进行清理,交替循环。而如果只有一个鼻孔,这是做不到。
鼻子最初只是嗅觉器官
有生物家认为,鼻孔并不总是用来呼吸的,而且最初的作用也不是用于呼吸,比如很多鱼类都有鼻孔,但它们却用鳃来呼吸;又比如很多有鼻孔的动物,它们实际上可以用嘴呼吸。但世界上大多数动物的鼻孔都有一个共同的作用,那就是获得嗅觉。
鼻孔之所以有两个,这与头部其他感觉器官倾向于左右成对的原因基本相同,从昆虫的触角到人的耳朵,都是如此。因此,大脑接收来自身体左右两侧的感觉信号,使其能够比较左右两侧的刺激强度,并调节身体运动,使动物趋向或远离刺激(例如朝向猎物或远离危险)。
与鱼类和其他原始脊椎动物相比,人类的视觉和嗅觉能力更强。当我们试图追踪气味的来源——煤气泄漏、烟雾、冰箱里变质的东西——时,我们更多地依赖于把头从一边转向另一边,或者朝不同的方向走和闻。当左边鼻孔受到的气味刺激,比右边鼻孔受到的刺激强烈时,我们可以很轻易地判断气味来自左边,而如果我们只有一个鼻孔,我们是做不到的。
曾经有一位叫做莱昂的生物学家是这样描述的:人类鼻腔的两侧(称为鼻腔窝)不是多余的。在任何给定的时间,它们都在接受不一样的气流,主导气流在左右窝之间周期性地移动。
最近的生理学表明,我们的大脑通过比较左右两侧嗅觉神经元的信号来感知和处理更大范围的气味。因此,如果我们只有一个鼻孔和一个只有一股气流的不可分割鼻腔,我们的嗅觉可能会更差。有两个气流和一个生理机制来交替它们之间的主导气流似乎对优化我们的嗅觉很重要。
综上,我们知道,人类之所以有两个鼻孔,一方面是可以让其中一个鼻孔最大限度地保证呼吸,另一个鼻孔对鼻腔中有害物质进行清理,交替进行;另一方面,通过两个鼻孔对气流的比较,我们的大脑能够更精确地判断气味的方位和范围。
对于“为什么人类的鼻孔数量是两个?”这个问题,答案还有很多,并不局限于以上两个方面。但如果要问,为什么不是3个或更多个?解答起来很简单,因为生物总是需要节约能量的。
任何生物的最终目的都是生存和繁衍,只要能保证达到这两个目的,身体结构是“够用就好”,而不是“越多越好”,多出来的东西要消耗更多的能量。在竞争非常残酷的自然界,要获取更多的能量,意味着更多的冒险,更低的生存率。