东方时间网
东方时间网 > 社会 > 正文

为什么蛇会把自己的腿进化掉?用肚子走路真的好吗?

时间:2022-04-28 14:17:00 来源:东方时间网

蛇是自然界最冷血的杀手之一。它们是天然的狩猎机器。它们通过吐信分析空气中的化学物质,通过蹲下感知猎物和捕食者引起的震动。有些蛇甚至具有红外感应能力,即使没有光线,它们也能感应到猎物的温度。

毫不奇怪,这些先进的ldquo设备rdquo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。地球上的大多数角落都有蛇。

适应这些不同的环境意味着蛇需要能够挖沙、游泳、爬树,有时甚至在空中滑行。

有趣的是,虽然蛇做了所有这些不同的工作,但它们的身体结构惊人地相似,其中最明显的是它们的身体细长,没有四肢。

那么问题来了,蛇为什么会进化出腿?挺着肚子走路真的更有优势吗?

蛇过去有腿。

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,四肢的结构很可能来自鱼类的鳍。

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,而蛇被归为爬行动物,所以它们应该有腿。

事实上,有许多研究证明蛇确实有腿,但在某个阶段它们放弃了所有的四肢。

蛇的骨头很轻,所以保存完好的化石很少。可以被称为蛇的最古老的动物化石可以追溯到1.43亿至1.67亿年前。

资料来源:迪迪埃·德库恩斯

但是真正的蛇mdashmdash1.13亿年至9400万年前出现了身体细长、没有腿的蛇类化石mdashmdash有时这些化石有退化的后肢。

比如2011年发现了9500万年前的蛇化石,它有一对2厘米长的后肢,但它没有前肢。

关于蛇为什么要慢慢完全删腿这个问题,其实没人能回答,因为现在蛇的化石太有限了。

但可以肯定的是,在爬行动物的进化过程中,删除所有肢体是非常普遍的。在鳞状目中,蛇形身体结构独立进化了至少26次。

蛇失去腿的两种假设

从所有这些腿被完全删除的爬行动物中,科学家们提出了两个假说来解释蛇在进化过程中失去腿的原因。

第一种假设是蛇的四足祖先在某一时刻进入海洋,四肢会给游泳带来阻力,于是逐渐进化出四肢。

随着时间的推移,这些完全失去四肢的蛇又回到了陆地上,但它们无意再添肢。

在2015年之前,发现的古蛇化石大多生活在海洋中,这为支持这一假设提供了一些证据。

然而,在2015年,一种显然不生活在海洋中但也在失去四肢的蛇的化石被发现,这为另一种假说提供了一些证据支持。

第二种假设是,蛇的四足祖先在陆地上挖洞,就像现在的蚯蚓一样。在这种生活方式中,腿也是一种障碍。

因此,随着它们适应地下生活,它们的腿逐渐变短,失去了mdashmdash先是前肢,然后是后肢。

两种假设都有大量支持者,不排除两者都是对的。蛇的不同祖先为了应对相似的环境压力,可能在不同的环境下进化出了几乎相同的生理结构。

这种情况在自然界也很常见,称之为收敛进化。

我个人更倾向于第二种假设,因为我觉得很难理解为什么它不会像现在的鲸类一样变成tail and ldquoRdquo那又怎么样?

大西洋条纹海豚,来源:sheilapic76

我觉得更难理解的是如何从海洋回到陆地。什么样的压力或诱惑能让他们放弃整个海洋,去争夺一个小小的沙滩?

其实第二种假设也有很多漏洞,最明显的就是我把四肢当ldquo铲子;不是应该挖坑更好吗?为什么要扔掉它们?

一些古生物学家给出的解释是,蛇的四足祖先很可能一开始很少自己挖洞,而是占据了别人的洞穴。

资料来源:Pansci.asia

好吧,这么说吧,要弄清楚蛇为什么没有腿是非常困难的,这需要更多的化石证据。

虽然关于蛇失去四肢的进化动机还有很多争议,但好消息是科学家们现在已经在基因层面上搞清楚了为什么蛇没有腿。

最后:蛇的基因调整

事实上,蛇曾经有腿的事实不仅仅反映在化石证据中。科学家在很久以前就发现蛇和蜥蜴有相似的基因组,并发现了一些可能参与爬行动物四肢发育的基因,蛇也有这些基因。

此外,有些蛇还退化了ldquoRdquo例如,蟒蛇的泄殖腔两侧都有腿。

随着科技的进步,科学家已经确定了对爬行动物肢体的形成和大小起重要作用的基因。这些基因被称为音速刺猬因子。

随着基因编辑技术的发展,科学家对蟒蛇的胚胎活动进行了追踪,找到了蟒蛇有后腿但没有发育完全的原因。

增强剂的作用过程,来源:乔恩·切夫

结果显示python控制了SHH基因ldquo的活性;Rdquo其中三个缺失,最终导致蟒蛇的腿无法继续完成发育。

现在,这些ldquoRdquo在遗传学中被称为增强子,一些突变导致蛇的增强子阻止了控制四肢发育的基因的激活,从而彻底改变了蛇的外貌。

最后

蛇的多样性被认为是在恐龙灭绝后才爆发的。他们开始挑战和适应各种环境,但他们似乎不再需要四肢了。

现代的蛇似乎有点符合一个哲学道理mdashmdashldquo一无所有的改变;随万物而变;rdquo在不同的环境下,你的身体结构不需要有太大的变化,但你依然可以过得很好。

上一篇:国家防办指导基层应对极端暴雨

下一篇:返回列表

责任编辑:余梓阳

最新资讯
热点图片
推荐阅读