我先問你一個(gè)問題,你見過蛇嗎?
我知道,我問這個(gè)問題的時(shí)候,很多人想逃跑。
別跑!我有個(gè)問題要和你討論?。◤?qiáng)行按?。?/p>
你有沒有想過:為什么蛇沒有小jiojio?如果它長(zhǎng)jio,說不定就比你跑得快了呢。其實(shí)蛇類的祖先,還真是長(zhǎng)著jio的,而且還是四個(gè)!那現(xiàn)在它又為什么沒有jio了呢?
今天咱們就來好好嘮嘮(來都來了,那就好好了解一下蛇,說不定下次見到就不害怕了)。
蛇:沒jio的蜥蜴
在全球大約1.1萬種現(xiàn)存爬行動(dòng)物中,蛇的種類約占1/3,和蜥蜴聯(lián)手則可砍下超過95%的物種——這個(gè)“聯(lián)手”可不是亂聯(lián)的,蛇和蜥蜴關(guān)系很密切。它們倆同屬于“鱗龍類”,在2億多年前的三疊紀(jì)有共同祖先。
而按照如今分類,蛇和蜥蜴不是并列的兩個(gè)類群,而應(yīng)該說蛇就是一類沒有腿的蜥蜴!
鱗龍類大致分類樹,蛇類屬于蜥蜴中的一支
圖片來源:na
但不能說,沒有四肢的蜥蜴就是蛇——蜥蜴里面也有沒腿的,比如某些種類的蛇蜥。區(qū)分蛇和其他蜥蜴的關(guān)鍵,不是看腿,而是蜥蜴有眼瞼、能眨眼,蛇卻不行(具體原因后面說)。
既然蛇是一類蜥蜴,就說明它們?cè)居兴闹?,只是由于某種原因退化掉了。那么,會(huì)是什么原因呢?
有的蛇還長(zhǎng)著小jiojio
由于長(zhǎng)期缺乏原始蛇類化石,對(duì)于蛇類為何失去四肢,古生物學(xué)家曾提出兩種假說。
水生說
認(rèn)為蛇類的祖先有過一個(gè)水生階段,在水里游泳四肢用不上,就退化了。有些身體細(xì)長(zhǎng)的水棲蠑螈沒有腿,另外蛇類的近親——白堊紀(jì)海洋霸主滄龍也是水生,可作為佐證。
地生說
認(rèn)為蛇類的祖先曾像蚯蚓一樣在地下打洞生活,從而失去四肢。今天的蚓蜥、盲蛇等就有類似習(xí)性,在地下掘土捕蟲為生。
鉤盲蛇(Ramphotyphlops braminus)主要在森林落葉層和地下生活,外表和大小都像蚯蚓,眼睛隱于鱗片之下。圖片來源:wikipedia
所幸20世紀(jì)末以來,越來越多的原始蛇類化石出土,逐步揭曉了蛇類起源的秘密。已知最早的蛇類,是距今1.67億年前(中侏羅世)的黎明蛇(Eophis)。
它的頭骨、牙齒結(jié)構(gòu)已大致具備了蛇的特征,但由于化石不完整,還不能確認(rèn)它有沒有腿。
侏羅紀(jì)原始蛇類——小盜蛇(Parviraptor,上)、葡萄牙蛇(Portugalophis,中)以及現(xiàn)代蟒(下)的頜骨對(duì)比。圖片來源:michael caldwell
2015年,科學(xué)家發(fā)表了第一種能確認(rèn)的四條腿古蛇——就叫“四足蛇”(Tetrapodophis)。它生活在1.13億年前(早白堊世)的巴西,全長(zhǎng)約16厘米,有四條小短腿。
四足蛇身上沒有適合游泳的扁尾巴等特征,頭骨、身體骨骼卻挺適合挖洞。它的腿小到無法用來爬行,或許只能幫助抓住獵物,或者交配時(shí)抓住配偶。
四足蛇化石,四條腿小到難以發(fā)現(xiàn)
圖片來源:David M. Martil
不過,比它更早的蛇類,卻有只剩兩條后腿的!這說明原始蛇類的各個(gè)類群,演化并非是單一方向。
目前已知最早沒有腿的蛇,是阿根廷的恐蛇(Dinilysia),生活在距今約9000萬~8400萬年前。其耳道結(jié)構(gòu)很像今天的盲蛇、閃鱗蛇等穴居蛇類,基本能確定它在地下生活??稚唧w長(zhǎng)可達(dá)1.5~1.8米,可能會(huì)捕食地下的昆蟲、小型哺乳類,甚至埋在土里的恐龍蛋。
恐蛇復(fù)原圖
圖片來源:Nobu Tamura,
一些古生物學(xué)家認(rèn)為,大部分現(xiàn)代蛇類的祖先,可能就是恐蛇這樣的穴居蛇,比恐蛇年代稍早、生活在9000萬年前的納氏蛇(Najash),卻仍有兩條小小的后腿,身體也顯示出穴居特性。
納氏蛇復(fù)原圖
圖片來源:me
作為爬行動(dòng)物中最年輕的一支,不走尋常路的原始蛇類,在地下闖出了一片天??铸垥r(shí)代結(jié)束后,蛇家族迎來大發(fā)展,大部分種類回到地面生活。
不過,在體型最大的蛇類——蟒科和蚺科身上,還有沒退化干凈的后肢遺跡??茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn),蛇類仍保留著生長(zhǎng)四肢的基因,只是正常情況下長(zhǎng)不出來。
黃金蟒身上的殘留后爪,交配時(shí)能抓住對(duì)方
圖片來源網(wǎng)絡(luò)
黃金蟒這小爪爪,唯有霸王龍的小爪爪能與之一戰(zhàn)。
遇到蛇不要怕,它眼神不好
在今天的蛇身上,依然能看到當(dāng)年鉆洞生活留下的印記。因?yàn)殂@洞,它們的身軀變成了一條細(xì)長(zhǎng)管子,頭骨之后只剩脊椎骨和肋骨(僅蟒科、蚺科有后肢骨骼殘余),少則100多節(jié),多則400多節(jié)。
包進(jìn)長(zhǎng)管子里的五臟六腑,也被擠得奇形怪狀:肝臟拉成長(zhǎng)條形,左右腎臟不對(duì)稱,膀胱消失,腸道縮短,大部分種類(蟒、蚺再次除外)只剩一個(gè)右肺,左肺退化沒了。
擠在“管子”里變形的蛇內(nèi)臟
圖片來源:na
最大贏家是蛇的胃,它空間充足,富有彈性,如同一個(gè)堅(jiān)韌的膠皮袋,能裝下蛇吞掉的整只獵物。
這“胃口”是真的大
圖片來源:Shutterstock
前面說,蛇和蜥蜴的關(guān)鍵區(qū)別,是蛇沒有眼瞼,從不“閉眼”。但實(shí)際上,蛇從不睜眼——蛇類的雙眼,永遠(yuǎn)被一層相當(dāng)于眼皮的透明鱗片覆蓋著。
這也是它地下生活的痕跡:鉆洞生活的蛇類祖先,上下眼瞼融合在一起,覆蓋雙眼以免受傷,視力也嚴(yán)重退化。蛇類重回地面后,這層“眼皮”變得透明,視力重新改善。不過蛇的眼神至今還是不好,而且每次快蛻皮時(shí)都會(huì)暫時(shí)失明。
絲帶蛇 (Thamnophis sauritus) 的眼睛在蛻皮之前的狀態(tài),圖片來源:
所以,遇到蛇也不用太害怕,可能你跑了老遠(yuǎn)了,它都還沒看到你呢。
沒四肢,靠履帶走路
失去四肢的蛇類,卻長(zhǎng)出了一條“履帶”——它們的身體下方(腹面),有一長(zhǎng)排寬大、堅(jiān)實(shí)的矩形鱗片,稱為腹鱗。每片都對(duì)應(yīng)一節(jié)脊椎和一對(duì)肋骨,由發(fā)達(dá)的肌肉群帶動(dòng)。腹鱗就像坦克履帶上的履帶齒,能提供強(qiáng)大的抓地力。
蛇的腹鱗
圖片來源:
蛇爬行時(shí),體側(cè)肌肉群有節(jié)奏地?cái)U(kuò)張、收縮,帶動(dòng)肋骨前后左右移動(dòng),腹鱗也隨之摩擦地面,從而產(chǎn)生反作用力,推動(dòng)身體。
根據(jù)不同地形,蛇主要有四種運(yùn)動(dòng)方式:
蜿蜒運(yùn)動(dòng)
蛇最典型的行進(jìn)方式,身體像波浪一樣左右彎曲,斜側(cè)推進(jìn),呈“S形”扭動(dòng)著往前。
適用范圍:地面爬行、游泳
直線運(yùn)動(dòng)
像毛毛蟲一樣“蠕動(dòng)”,身體從前往后擠壓地面,靠反作用力往前推。
適用場(chǎng)合:通過狹窄縫隙時(shí),以及蟒蛇等大型蛇類運(yùn)動(dòng)
伸縮運(yùn)動(dòng)
抬起頭頸和前半身,盡力前伸,夠到支撐物時(shí)再把后半身拉上去。
適用場(chǎng)合:爬樹、攀巖
側(cè)向運(yùn)動(dòng)
迅速擺動(dòng)身體,在地面摩擦滑行。
使用場(chǎng)合:摩擦力較小的沙地、水泥地
怎么樣,
是不是了解之后就沒那么害怕了?
反而還有點(diǎn)點(diǎn)可愛?
主要參考文獻(xiàn):
[1] The burrowing origin of modern snakes,Hongyu Yi,Mark A. Norell Science Advances 27 Nov 2015:Vol. 1, no. 10, e1500743 DOI: 10.1126
[2] The origin of snakes: revealing the ecology, behavior, and evolutionary history of early snakes using genomics, phenomics, and the fossil record, Allison Y Hsiang, Daniel J Field, Timothy H Webster, Adam DB Behlke Hsiang et al. Evolutionary Biology (2015)15:87 DOI 10.1186/s12862-015-0358-5
撰文 | 何全
繪圖 | 孟凡萌
微信編輯 | 阿什么爽
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