來源:中國青年報
2025-02-17 09:29:02
原標題:蛇年探秘 蛇為何無腿
來源:中國青年報
原標題:蛇年探秘 蛇為何無腿
來源:中國青年報
隨著乙巳蛇年的到來,蛇再次成為人們關注的焦點。在十二生肖中,蛇是唯一一個爬行動物的代表。鼠、牛、虎、兔等都是哺乳動物,而龍則是神話生物。提到蛇,很多人腦海中可能會浮現(xiàn)出“冷血”“狡猾”等詞匯。作為“冷血動物”的代表,蛇與人類的文化有著緊密的聯(lián)系。比如,成語“畫蛇添足”就點出了蛇的生物學特征——蛇是一種沒有長腿的生物。
然而,為什么蛇沒有腿?這個問題從達爾文時代就開始困擾著科學家們。蛇的祖先來自海洋還是洞穴?在中國科學院一場科普活動中,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員易鴻宇,為大家揭開了這個謎題,講述了蛇的演化歷程到底隱藏著怎樣的秘密。
“蛇是十二生肖中唯一一個爬行動物的代表,這說明蛇和我們的生產(chǎn)生活,以及人類文化具有緊密的聯(lián)系。”易鴻宇說。別看如今的蛇不長腿,它們在自然界中可是運動好手。沙蟒能在干旱的沙漠中快速移動,甚至將自己埋進沙子里以躲避天敵;海蛇則是熱帶海洋中的游泳高手,有些海蛇終生不上岸,只在繁殖季節(jié)才登陸;還有天堂金花蛇,這種生活在熱帶雨林中的樹棲蛇類,更是能以滑行的方式在樹與樹之間移動,仿佛擁有飛行的能力。這種滑行遵循彈道學的原理,非常精準,它張開身體時,像極了滑翔傘。
說到蛇的身體結構,就不得不提到達爾文對現(xiàn)代蟒蛇后肢退化的觀察。現(xiàn)代的蟒蛇有著非常退化的后肢。然而這些后肢非常小,沒有運動能力,大小跟一個鱗片差不多。基于這一觀察,達爾文提出了一個猜想:蛇的祖先一定是長腿的。這個猜想,引發(fā)了科學家們對蛇類演化過程的深入探索。
然而,在四足動物演化的過程中,肢體變化是一個復雜而多樣的現(xiàn)象。比如鯨魚,它們的祖先原本生活在陸地上,后來適應了海洋生活,四肢就變成了類似鰭的結構。鳥類則是為了適應飛行而演化出了翅膀。那么,蛇為什么會演化出沒有腿的身體結構呢?科學家們發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代的蛇類似乎并不局限于某一種生態(tài)系統(tǒng),它們分布在全球各地的各種生態(tài)系統(tǒng)中。因此,僅通過觀察現(xiàn)代生物,很難找到蛇類演化出無腿結構的直接答案。解決這個問題的關鍵,可能在于化石。
2000年前后,科學家們發(fā)現(xiàn)了一種名為黑河納氏蛇的化石蛇類,這種生活在9000萬年前的蛇類長著兩條非常小的后腿。這一發(fā)現(xiàn)為蛇類演化的研究提供了新的線索。隨后,科學家們又發(fā)現(xiàn)了另一種長著后腿的遠古蛇類——疑惑厚針龍,這是一種海蛇,生活在中東的海洋中。這些化石的發(fā)現(xiàn),使得科學家們對蛇類祖先的生活環(huán)境產(chǎn)生了新的猜想:它們可能既適應陸地生活,也適應海洋生活。
究竟蛇類的祖先是生活在海洋里、四肢退化的游泳健將,還是棲息于地下的洞穴,是出色的挖洞高手?為了找到答案,易鴻宇所在的研究團隊通過對8000萬年前的蛇化石進行CT掃描和計算機模型分析,試圖推算現(xiàn)代蛇的祖先是否具備挖洞的能力。他們借到了一個納氏蛇的親戚——帕塔戈尼亞恐怖蛇的標本。通過對這個標本的腦顱進行CT掃描,研究者發(fā)現(xiàn)了化石蛇的內耳結構,這一發(fā)現(xiàn)為推測蛇類的生態(tài)習性提供了新的方法。他們發(fā)現(xiàn),具有挖洞習性的現(xiàn)代蛇類——閃鱗蛇的內耳結構,與化石蛇的內耳結構非常相似。這支持了蛇類祖先可能具有挖洞習性的猜想。
除了化石研究外,現(xiàn)代生物研究也為理解蛇的演化提供了新的證據(jù)。科學家們對全世界范圍內的蛇類基因組進行了測試和統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)與低頻聽力相關的基因在蛇類中發(fā)生了顯著變化。這些基因在演化中得到了強烈的正選擇,使得蛇類對低頻的震動性聲音非常敏感。這解釋了為什么“打草會驚蛇”——因為蛇能聽見地面震動的聲音。
在中國境內,也發(fā)現(xiàn)了古老的蛇化石。其中,最古老的是硅藻中新蛇,它大約出現(xiàn)于1800萬年前,來自山東的硅藻土。這一發(fā)現(xiàn)進一步豐富了對蛇類演化歷史的認識。蛇類演化的故事充滿了神秘和驚奇,在漫長的歲月中,它們不斷適應各種環(huán)境,生動地詮釋著“面對挑戰(zhàn)時,靈活和智慧同樣重要”。
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