动物|为什么蛇会把自己的腿进化掉?用肚子走路真的好吗?
蛇是自然界最冷血的杀手之一,它们是天生的捕猎机器,用吐信的方式来分析空气中的化学物质,用伏地感知猎物和捕食者带来的震动,有些蛇甚至拥有红外线感应能力,在没有光线的情况下也可以感知到猎物的体温 。
不出意外,这些先进的“装备”让蛇适应各种栖息地,从沙漠到海洋,从热带雨林到高山草原,地球的大部分角落都有蛇的身影 。
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适应这些不同的环境,意味着蛇需要会挖沙子,需要会游泳,需要会爬树,甚至有时候还需要在空中滑翔 。
有趣的地方就是,虽然蛇完成了所有这些差异巨大的工作,但它们的身体结构却都惊人的相似,其中最明显的一点就是它们的身体都是细长且没有四肢 。
那么问题就来了,为什么蛇会把自己的腿进化掉,用肚子行走真的更有优势吗?
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蛇曾经也有腿
现在普遍认为,最早的四足脊椎动物在3.97亿年前开始出现,四肢结构很有可能来自于鱼的鳍 。
鸟类、哺乳动物、两栖动物和爬行动物都属于四足动物的范畴,而蛇在分类上属于爬行动物,所以它理应该有腿才是 。
事实上,现在有许多研究(包括化石记录)都可以证明蛇确实曾经拥有腿,只是在某一个阶段它们放弃了所有四肢 。
蛇的骨头很轻,所以完好保存下来的化石少之又少,最古老的能够称为蛇的动物化石可以追溯到1.43 到 1.67亿年前之间 。
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图源:Didier Descouens
但真正的蛇形——身体细长且没有腿的蛇类化石出现在1.13亿到9400万年前之间——有时候这些化石会拥有退化的后肢 。
比如,2011年发现了一个9500万年前的蛇化石就有一对2厘米长的后肢,但它没有前肢 。
关于蛇为什么要把腿慢慢彻底删除,其实没有人可以回答这个问题,因为现在蛇的化石实在是太有限了 。
【动物|为什么蛇会把自己的腿进化掉?用肚子走路真的好吗?】但可以肯定的是,把四肢全部删除在爬行动物的演化中是非常常见的,在鳞状目中,像蛇一样的身体结构就至少独立进化了26次 。
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蛇失去腿的两个假说
从所有这些把腿完全删除的爬行动物中,科学家目前得出两个假设来解释在演化过程中蛇失去腿的原因 。
第一种假说是蛇的四足祖先在某一个时刻进入了海洋,四肢会给游泳带来阻力,所以它们把四肢慢慢进化掉了 。
随着时间推移这些完全失去四肢的蛇又重新回到了陆地,但是它们再也没有添加四肢的打算 。
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在2015年之前,大部分发现的古老蛇类化石都是生活在海洋的,这给这种假说提供了一些证据支持 。
但是,2015年的时候,发现了一条明显不是生活在海洋的、却也正在失去四肢的蛇的化石,这给另外一种假说提供了一些证据支持 。
第二种假说,就是假设蛇的四足祖先在陆地上挖洞,就像现在的蚯蚓一样,这种生活方式下,腿也是一种障碍 。
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所以,随着它们适应地下生活,它们的腿逐渐减短并失去——首先是前肢,然后是后肢 。
两种假说都有大量的支持者,不排除两者都是对的 。蛇的不同祖先可能在不同的环境中,为了应对相似的环境压力,进化出几乎相同的生理结构 。
在自然界中这种情况也是非常的常见,它被称为趋同进化 。
就我个人而言,我倾向于第二种假说,因为我觉得进入海洋后失去腿是很难理解的,它为什么不是像现在的鲸豚类那样变成尾巴和“鳍”呢?
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