自然科普:沒有騙你,畫蛇真的可以添足!
來源:物種日曆
發布時間:2022-03-28
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日曆娘溫馨提示

本文配圖有蛇出沒,蛇恐朋友請小心查看

如果用一個(ge) 成語描述下麵這張圖,那一定是——畫蛇添足。

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對於(yu) Najash屬蛇類的藝術複原圖|Raúl O. Gómez

但這可不是畫蛇添足,長腳的蛇一度是真實存在的。在漫長的演化中,為(wei) 了生存,蛇才逐漸丟(diu) 掉了四肢,甚至變成了頭骨關(guan) 節鬆鬆散散的“異類”。

畫蛇可以添足

2003年,在阿根廷的巴塔哥尼亞(ya) ,古生物學家發現了一種史前蛇類的化石。這條蛇其貌不揚,卻擁有一對發育完全的後肢。這條蛇生活在距今約9000萬(wan) 年的晚白堊紀,被古生物學家命名為(wei) 黑河聖誘蛇(Najash rionegrina)。

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黑河聖誘蛇化石,左滑可見對骨骼的標注,fem即為(wei) femur(股骨)|Hussam Zaher

黑河聖誘蛇化石,給蛇類演化曆史補上了一塊重要拚圖,關(guan) 於(yu) 這塊化石的論文於(yu) 2006年發表在《自然》雜誌上。

此前,人們(men) 雖然也認為(wei) 蛇在演化過程中丟(diu) 掉了四肢,卻一直未能找到陸地上的證據。古生物學家一度猜測,現代蛇的祖先可能是在水中失去了四肢,它們(men) 上岸的時候就已經沒有腳了;長有四肢的巨型海洋爬行動物滄龍,也因而被認為(wei) 是蛇的祖先。

但黑河聖誘蛇是在陸地沉積物中被發現的,它們(men) 生活在陸地上,這推翻了之前的假說,證明蛇的陸地祖先也可以長腳。另外,黑河聖誘蛇不僅(jin) 保留了後肢,還是被發現的第一條擁有骶骨的蛇,這塊骨骼支撐著骨盆和後肢。

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對黑河聖誘蛇的藝術複原|Jorge Gonzalez

黑河聖誘蛇是目前發現的最接近蛇類四足祖先的蛇之一。2015年,《科學》雜誌上的一篇文章聲稱,找到了有史以來第一種長有四條腿的蛇;但後續研究認為(wei) ,這種生活在1.2億(yi) 年前的“古四足蛇”,應該被歸類於(yu) 蜥蜴而非蛇。

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生活在1.2億(yi) 年前的Tetrapodophis amplectus,應該是一種蜥蜴而非蛇|Jorge Gonzalez

“自閉”造就細長身材

如果現代蛇見到聖誘蛇,大概會(hui) 覺得這些有腿的祖先十分奇怪。但實際上,聖誘蛇的體(ti) 態與(yu) 現存的一些脊椎動物非常相似。例如,一些種類的石龍子隻有很短小的四肢;雙足蚓蜥、兩(liang) 棲動物大鰻螈、兩(liang) 棲鯢則都隻有短小的殘存前肢。

而且,這些動物有一個(ge) 共同的特點:營穴居生活。細細長長的身軀非常適合在沙土或淤泥下挖掘前行,而短小的殘存肢體(ti) 則可以將泥土從(cong) 洞穴中蹬踢出去,防止堵塞洞道。

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五趾雙足蚓蜥Bipes biporus保留了一雙小小的“手” | marlin harms / Wikipedia

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學名Chalcides chalcides的石龍子,又小又萌的腿 | Hjvannes / Wikimedia Commons

現存蛇類中最原始的類群之一——盲蛇下目,也是在泥土中鑽洞穴居、以昆蟲和其他土壤中的小無脊椎動物為(wei) 食的。

古生物學家認為(wei) ,蛇類在中生代的祖先也是這樣穴居的動物。當時,為(wei) 了躲避地麵上恐龍、陸鱷和其他古爬行類的威脅,一些蜥蜴被迫鑽入地下。為(wei) 了適應在泥土中挖掘穿行的生活,它們(men) 的四肢、肩帶、胸骨和骨盆逐漸退化消失,逐漸演化成了我們(men) 今天所熟悉的蛇類。

走向地下的極致演化

蛇類對於(yu) 穴居生活的適應性演化,可不僅(jin) 僅(jin) 是失去四肢這麽(me) 簡單呢~

為(wei) 了在狹長的體(ti) 腔中容納內(nei) 髒器官,蛇左側(ce) 的肺葉萎縮並失去功能,在比較進步的種類身上甚至完全消失。與(yu) 此同時,右側(ce) 的肺葉則非常發達,長度可達蛇體(ti) 全長的三分之一,肩負著呼吸和貯存空氣的功能,使得蛇類能夠長時間潛伏在水下或缺氧的地下。而且,蛇類的腎髒和生殖腺也不像大多數脊椎動物那樣左右對稱。

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蛇類內(nei) 髒示意圖,4為(wei) 萎縮的左肺,5為(wei) 右肺|Uwe Gille / Wikimedia Commons

蛇類的眼瞼也特化成了一片不能活動的透明眼鱗,覆蓋在眼睛上,就像護目鏡一樣保護它們(men) 的雙眼不被砂礫石塊劃傷(shang) 。所以,其實蛇是始終睜著眼睛的,隻是戴著一副“泳鏡”。

蛇既然失去了四肢,它們(men) 的行動方式也需要隨之改變。

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動作遲緩的噝蝰Bitis sp. | ojatro / youtube

蛇的頸椎和尾椎數量都較少,身體(ti) 卻非常長。數量繁多的肋骨不與(yu) 胸骨相愈合,在肋皮肌的牽動下可以獨立活動。同時,蛇的腹部有一列特化的擴大腹鱗,皮膚也較為(wei) 鬆弛,在肋骨和肋皮肌的牽動下就像邁開無數雙小腳,拖動軀體(ti) 前進。再配合身體(ti) 的扭動,蛇類就能在地麵快速靈活地爬行了,甚至能利用腹鱗固定爬上光滑的樹幹或垂直的岩壁。

由於(yu) 在運動中完全不需要四肢的參與(yu) ,現存蛇類的後肢和骨盆都已經幾乎完全消失了,隻有蟒科和蚺科擁有被稱作“殘足”的後肢和骨盆的殘跡。雄性的蟒蚺在求偶時會(hui) 用殘足摩擦搔扒雌性的皮膚,“說服”對方與(yu) 自己交配。

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柏氏樹蟒Simalia boeleni殘存的肢體(ti) 痕跡 | Mokele / Wikipedia

為(wei) 了吃飯,鬆鬆腦袋

同樣發現於(yu) 南美洲的巴塔哥尼亞(ya) 恐蛇(Dinilysia patagonica),生存的年代比聖誘蛇晚了500萬(wan) 年。和“前輩”相比,恐蛇不僅(jin) 四肢已經完全退化消失,頭骨的各個(ge) 關(guan) 節也變得更加鬆散和靈活。

對於(yu) 蛇類來說,這是一個(ge) 非常重要的適應性特征:由於(yu) 失去了四肢,蛇類在進食時無法像巨蜥和鱷魚那樣將獵物撕碎肢解,而是必須將其整個(ge) 吞下。鬆散靈活的頭骨,使得它們(men) 能夠吞食比自身體(ti) 型大得多的獵物。

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蛇吞食鼠的熱能圖|Arno / Coen

巨蛇科在吞食能力上更上一層樓。這類蛇出現於(yu) 白堊紀,並一直生存到新生代,它們(men) 當中的一些大中型種類甚至能捕食大型恐龍的幼崽和小型恐龍。

現存的大多數蛇類則擁有可以獨立活動的方骨,吞食能力比巨蛇科還要強。大多數常見的蛇類能輕鬆吞食自己頭骨寬度三倍的獵物,一些蛇類甚至能吞下比自身體(ti) 型還要大的食物。

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在加蓬噝蝰Bitis gabonica的胃裏,發現了一隻完整的紅小羚羊Cephalophus natalensis | Jonathan Kirk Warner / Conservation Biology of the Gaboon Adder (Bitis gabonica) in South Africa

如今,蛇類蜿蜒滑行的奇異模樣,幾乎在全世界的原住民文化中都留下了深深的烙印,它們(men) 或被當作神靈頂禮膜拜,或被視為(wei) 惡魔唯恐避之不及。而回望演化的長河,6600萬(wan) 年前的那顆小行星,滅絕了非鳥恐龍、翼龍和絕大多數海洋爬行類;劫後餘(yu) 生的小型哺乳類、蜥蜴和蛙等,在廢土上迅速大量繁衍。

同樣活過了白堊紀大滅絕的蛇類,正是憑借細長靈活、沒有四肢的身體(ti) ,在茂密植被和狹小洞穴縫隙中靈活行動。“吞天噬地”的靈活大嘴,讓它們(men) 能夠捕食小型獵物;再加上較低的代謝率,讓蛇類迅速發展壯大,演化為(wei) 現代地球上最成功的爬行動物類群之一。

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世界衛生組織標誌,中間纏著蛇的棍子是醫神阿斯克勒庇俄斯的手杖

作者:黑鱗雞冠蛇



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