爬蟲類有肺泡嗎?
附圖是舊課綱某版高三選修生物,內文寫到爬蟲類的肺臟具有皺褶,能藉由肋骨的後移擴大體腔。
我對這個說法不太習慣,過去的教科書與其他版本,大多是描述羊膜動物的肺臟開始具有肺泡構造,因為"皺摺"不像是解剖學上專有名詞;而爬蟲類擴大胸腔或肺臟的方式,具有很大的歧異度,不同爬蟲類的呼吸運動方式與參與的肌肉不同,但很少是用肋骨向後移動的方式。
新課綱的教科書不太會碰觸這個議題,因為連人體的的內容都刪減了,不太有時間介紹四足動物的呼吸構造演化歷程。而此議題會引發我的注意,是因為新課綱的蛙剖實驗,著重在比較蛙與人體的構造異同,其中呼吸系統的比較是主要議題之一。到底哪些動物具有肺泡構造?肺泡的定義為何?爬動類如何引發呼吸運動?與哺乳類有何不同?
原本寫教科書時,我心中所設定的答案為:蛙沒有橫膈(以正壓呼吸方式)、也沒有肺泡,而人體具以橫膈(以負壓呼吸方式)、肺臟具有肺泡(肺泡很小且壁很薄)。
但查了資料之後,驚覺...,目前演化學家對肺的演化,其觀點、證據與著重的事證,根本不是"肺泡何時演化出來"這種層次的問題,而是結合胚胎發育與親緣關係的比對,對肺臟在四足類身上的連續變化(演化)做連貫性的比較,甚至討論肺臟演化過程所遭遇的物理學限制,這些文獻幾乎沒有在比較那些動物具有肺泡(當然肺泡的定義也不是這麼重要)。
這些研究成果讓我重新思考,解剖青蛙並與人體結構進行比較,當然可以做簡易的比較,並能產出具體、單純的結論。但是這樣好可惜唷,這個議題其實包含了胚胎發育、親緣關係、物理法則與其限制、演化樹的重建等原理或例子,其實是一個很好的整合性的例子,可以讓內容相對較少的呼吸系統,可以更加豐富、更有加具系統性。
這個議題確定收錄在下學期[生物學學理解碼]的議題之一,我也計畫寫一篇有關如何討論四足類肺部構造的演化的文章,以輔助選修生物三第五章蛙剖實驗的教學與討論。
PS. 附圖中該版本教科書的左下角,蜥蜴的肺臟位置不正確。

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