作者：蔡任圃（艦長，臺北市中山女高 動物行為與生理學實驗室。）
在期末考這個時候，恰好是進度剛上完，兩個寒假營隊的前夕，終於有一點點時間討論陳老師的這篇文章《體循環與肺循環為何非要這樣連不可？》。陳老師致力於討論式教學，強調思考、辯證，其教育理念與作為正是生物學教育急需提升之處，實為學生的福音，教育界的典範。但此篇文章中有一些學理上值得討論的疑慮，我想要提出來討論，供生物教師思考、參考，也歡迎加入討論。
以下是我將《體循環與肺循環為何非要這樣連不可？》一文中的立論整理如下：
一、人體血液循環為串聯方式的缺點：
1. 後面的器官，養分與氧不足，且可能有前面器官代謝物的毒性問題
2. 只要一個地方斷掉，就全部完蛋了
3. 後面的器官血壓不足
二、人體血液循環為並聯方式的缺點：
1. 心臟負擔大
三、體循環外演化出肺循環（兩個幫浦）的優點：
1. 可將所有血液進行氣體交換
2. 血壓足夠
3. 證據：某些魚類中，體循環之前有由動脈特化而來的「輔助心臟」
4. 推論：鰓對血壓的要求較高，可能是因為鰓具廣大表面積，需要較大的推動力
四、演化出「肝門靜脈」的可能原因
1. 後端處理器官：小腸吸收的養分先送到肝臟初步的處理（儲存），調節血液中養分濃度的恆定
2. 肝臟解毒：消化器官吸收的有害物質先送到肝臟去解毒
3. 蛋白代謝：消化器官吸收的胺基酸先送到肝臟，製造血漿蛋白
五、肝門靜脈衍生的缺點與解決之道
1. 肝臟養分、氧不足：肝動脈可提供
六、沒演化出「腸循環」的可能原因
1. 充氧養/少氧血混合（氧分壓下降）會影響氣體交換效率，但充養血/少養血混合（養分濃度下降）對養分的吸收（主動運輸）影響較小
七、沒演化出「腎循環」的原因
1. 丟棄含氮廢物效率的演化壓力較小，不足以演化出串聯
在解釋生物生理或型態特徵時，生物老師（包含我）常用演化的角度，也就是「天擇會留下最佳、最有效率的表徵」作為基礎，找出這些特徵可能的功能，作為其成為「適者」的證據，可是我們也都知道：生命不完美，例如：許多痕跡器官（人體的智齒、闌尾、尾椎可能造成困擾）、有缺陷的結構（人體視網膜的分層順序、只有一個進出口的肺泡、聲波傳遞給內耳時能量會衰減等）。
演化機制一個最常被詬病之處，就是「適者生存」，是適者才能生存，還是生存者即為適者？用結果作為定義，有反因為果、循環論證之虞，這就像是某大學的入學標準為”達入學標準”一樣，邏輯錯誤。事實上，適者生存（survival of the fittest）並非達爾文提出的，而是赫伯特•史賓賽（Herbert Spencer, 1820-1903）在1864年所著之《生物原理（Principles of Biology）》所提出，而達爾文是以「自然選擇」來描述演化的機制。
人們用演化的角度來解釋生物現象，常常以「只要它有功能或益處，就會演化出來，若無明顯功能或益處，只是我們還未發現」來解釋，所以人們盡其所能的尋找、推論、猜想一個生物現象所有可能的功能或益處，只要找到了，似乎一切就合理了。這樣其實很危險，也不科學！
若尋找出一個生物特徵的可能優點，就可解釋其「為何存在」的話，若尋找出它的可能缺點，不也可證明其「不該存在」，但事實上，所有事物都有缺點，就如同若努力尋找、推論一定找的到其優點，同樣地，也一定找得到缺點。「只找優點」的另一漏洞，就是容易找其他案例證明「也許不需如此」，例如：許多生物並無雙循環或肝門靜脈（例如昆蟲），有些生物具有腎門靜脈（例如魚類、兩生類、鳥爬類），也同樣生存於地球上，為何「他們可以與哺乳類不同」？
「有優點所以演化出來」常犯的另一邏輯上的迷思，就是常「因果不分」，例如：因為鳥類、哺乳類代謝率高，所以需演化出雙循環來支持；還是因為牠們有雙循環，所以有機會演化出高代謝率？（請注意：高代謝率不一定就是好的，全球生物大多是較為節省能量的）。另一例為：鳥類、哺乳類需要有效率的排泄，所以演化出腎臟進行排泄；還是牠們的血壓較高，有機會演化出以過濾作用為基礎的腎臟？（請注意：過濾作用比再吸收與分泌作用還晚出現，昆蟲馬氏管已以再吸收與分泌作用進行排泄）。
若要生命凡事皆要有優點，則會沒完沒了，以此雙循環的討論為例，我們也許可以推論雙循環在氣體交換上的高效率，但，生物為何需要氣體交換，直接演化出核子動力的細胞不是更有效率；或是，為何生命不以能量形式存在，可省去物質代謝、運輸的麻煩？生物的各種特徵，比上不足、比下有餘，永遠不會止於至善，因為「至善」的定義會隨環境而改變，所以「努力尋找生物特徵在天擇下如何幫助物種存活」並非唯一的解釋方式，甚至不是重要的路徑。以科展說明書為例，推論某現象的可能好處，應置於「討論」一章，是容許天馬行空的，但最有價值的，依然是「實驗結果」中所發現的事實（fact）、機制（mechanism）。
物質科學較無此問題，物理現象的解釋，只要解出其運作機制就可解釋，例如：為何日出東方？只要能瞭解地球自轉與太陽位置就能解釋，但不需要思考日出東方有什麼優點，因為事實就是事實，它沒有目的，「目的論」就是生物老師對演化機制的誤解。我大學上演化課的時候，對兩句話印象深刻：「演化是拼裝師，不是設計師」、「If it can work, Don’t fix it!」，所以生物經演化後的特徵或行為，不一定是最佳，甚至不一定是”好的”（我曾寫過一篇相關的文章）。
若是生物的現象不是以WHY的角度，而是以HOW出發，情況就很不同，事實上，演化學也是在解釋演化是如何（how）發生的，而不是討論為什麼（why）。以人體血液循環為並聯方式為例，若以發生機制的角度思考：人體血管系統的發生並不是由心臟延伸發展的，而是由組織先形成血管系統後（Vasculogenesis 與Angiogenesis），才與心臟連結（甚至最早的血管系統發生，是發生在胚外膜，例如卵黃囊與尿囊）。
因此，不同組織器官各自先形成血管系統，再與動、靜脈連結，如此過程，血液循環為並聯方式為必然結果。而肝門靜脈則是由於胚胎發育過程中，左右臍靜脈與左右卵黃靜脈形成後，肝與其他器官（腸胃脾等）在其路徑上逐漸形成，過程中又伴隨著血管的消失，最後由卵黃靜脈形成連結腸/胃/脾—肝的肝門靜脈。[註1]
本文不是要推翻什麼或否定什麼，許多科學的討論並沒有對錯，而是出發點與角度的不同，與是否有事實佐證，尤其陳老師的互動討論式教學法，可幫助學生思考、釐清許多生物學的現象，是我學習的榜樣。在陳老師的基礎上，我提出其他思考或辯證的方向、題材，供各位伙伴參考，不足或錯誤之處，也請各位先進指正。
備註：
- 有關胚胎時期血管系統的發生過程，可參考：發育生物學 與 Angiogenesis
- 註1：有關肝門靜脈的發生過程，可參考：Collardeau-Frachon, S and Scoazec, J-Y. 2008. Vascular Development and Differentiation During Human Liver Organogenesis. the Anatomical Record. 291(6): 614–627. （全文）
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