从四肢行走到身体滑行,蛇究竟经历了什么?

蛇是一个由超过3600多种不同动物组成的大家庭,从目前的化石证据来看,蛇最早是从距今约2.4亿-2.2亿年前开始演化的,不过,在相当长一段时间内,它们都是有四肢的,直到距今约9000万年前,蛇的四肢才完全的退化掉,也就是说蛇用了一亿多年才将四肢退化。

蛇是一个由超过3600多种不同动物组成的大家庭,从目前的化石证据来看,蛇最早是从距今约2.4亿-2.2亿年前开始演化的,不过,在相当长一段时间内,它们都是有四肢的,直到距今约9000万年前,蛇的四肢才完全的退化掉,也就是说蛇用了一亿多年才将四肢退化。

那么,蛇为何会将四肢退化改为用腹部行走呢?我们从目前的研究中找一下答案。

从四肢行走到身体滑行,蛇究竟经历了什么?

蛇的“寻根问祖”

蛇与陆地上所有的脊椎动物一样,都是由原始的硬骨鱼爬上陆地后逐渐的演化出来的,不过,由于蛇属于身体细长、骨骼较细的动物,所以它们的化石相对难保存,这使得最早的蛇随着不断的挖掘不断的在向前推进。

从目前的研究来看,关于蛇的祖先有两个主流的说法:第一个就是蜥蜴进化说;第二个是沧龙类进化说。

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第一个假说是基于蛇类的骨骼形态与蜥蜴的相似度,而且科学家们通过对毒蛇与毒蜥毒蛋白的分析发现二者的基因相似度极高,所以,许多科学家认为毒蛇并不是蛇进化后再次进化出现的,而是由早期的有毒蜥蜴进化而来的。

最关键的是如今科学家们发现了许多类似于四足蜥蜴向蛇过渡的化石,比如生活在白垩纪的真足蛇就有两个明显的后肢。根据这些证据,一部分科学家认为蛇最早的祖先是生活在白垩纪时期的洞蜥类。

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真足蛇化石

第二个假说同样也是有科学证据作为支撑。首先,科学家们发现蛇类与沧龙类是近亲,其次,许多早期蛇类,比如我们上面提到的真足蛇、生活在距今约9400万年前的哈斯蛇等等,它们的化石所处的地质层特点显示,它们都是近海蛇类,或直接生活在海洋中,或近海。

基于蛇与沧龙的亲缘关系,再加上这些早期蛇所生活的场景以及如今遍布世界各地的海蛇,近些年,蛇类源于海洋的呼声越来越高,而这个假说支持,蛇最早的祖先应该是沧龙的祖先。

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蛇四肢消失

不同的蛇进化假说,导致了蛇四肢消失的过程也不相同,我们先来说第一个假说,那就是蛇是由早期的洞蜥演化而来的,洞蜥顾名思义就是以洞穴家的蜥蜴,它们属于远古蜥科,体型都比较小且细长。

这种身形虽然有利于钻入洞穴中,但是四肢却是个阻碍,因为洞口越小,栖息在洞中的洞蜥就越安全,但有四肢,即便细小,也需要更大的洞口,而且有四肢在洞中掉头也不方便。

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其次,逐渐退化掉四肢的个体在捕猎时也体现出了优势,因为贴着地面活动,能尽可能小的发出声音,更容易靠近猎物完成偷袭捕猎,因此在同样的竞争环境中,对于蛇类这个演化支来说显然是那些逐渐的开始退化四肢的个体能够在优胜劣汰中被保留下来,最终形成了完全无足的蛇。

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而第二个假说中的蛇四肢退化是在海洋中完成的,科学家们认为在海洋中的早期的蛇由于靠波浪式移动就完全可以应付,此时四肢的作用逐渐的减小,甚至在没有进一步进化(比如鱼鳍状)的前提下会成为累赘,所以,一部分逐渐退化四肢的蛇生存了下来。

之后,它们大部分开始陆续的上岸,逐渐演化成了如今种类繁多的蛇。

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由此可见,无论是蛇的四肢如何退化的,都与这种基因突变是于它们生存是有利的有关,因为短小的四肢无论是对于陆地上奔跑、进洞,还是在海洋中游泳都没有太的帮助,反而会成为阻碍,这样一旦出现了开始退化四肢的类群,在竞争中,它们就更有优势,进而将这种性状一代代的传递、加深,最终消失。

而且如果蛇的进化是第一个假说的话,有鳞目的其他成员能够存活至今是因为它们的演化方向不同,比如蜥蜴靠的是变得更小、更快、更灵活,或者更大,而蚓蜥们作为一种高度穴居的动物,它们没有退化掉四肢靠的则是像蚯蚓一样几乎完全生活在暗无天日的地下。

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蚓蜥

如果第二个假说成立的话,那么蛇就是由早期演化出沧龙类的最早的祖先在演化的过程中出现的,这是因为沧龙类祖先属于小型海生爬行动物,如此看来它们有两个演化支,一个就是体型更大、四肢异化成鱼鳍状的沧龙类,一个就是四肢逐渐退化,进而又登陆的蛇类了,而登陆后的蛇类祖先,也分成了两个演化支,一个是蛇类,一个则是巨蜥类。

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总结

目前蛇的祖先究竟是陆地上还是海中依然存在争议,争议的原因是完整的过渡型化石缺少,所以,随着更多的早期的接近蛇类的化石不断的出土和研究,这两种假说都是有可能被证实,甚至是被推翻的。

不过,不管是哪一种假说成立,蛇退化四肢都是来自于生存环境的压力出现的基因突变,而这种突变显然是对它们生存有利的,从如今蛇的种类和世界性分布来看,也证明了这一点。

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