为什么蛇会把自己的腿进化掉,用肚子行走真的更具优势吗?


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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 。

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?

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 。

图源:Didier Descouens
【为什么蛇会把自己的腿进化掉,用肚子行走真的更具优势吗?】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 。
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 。

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 。

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 。

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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