为何蛇不靠腿 , 而靠肚皮移动?四条腿的蛇 , 你见过吗?事实上 , 蛇以及它们的祖先曾经是有四肢的 。
在大自然中 , 千奇百怪的物种有很多 , 但大多有迹可循 。但是 , 有2种动物非常清奇 , 和其他生物格格不入 , 一个是章鱼 , 很难找到体态特征和其相似的生物 , 甚至有人怀疑它是不是天外来物;另一个则是蛇类 , 更大的特点就是不用腿 , 而是用肚皮移动 。这也使得章鱼和蛇的起源和演化备受人们关注 。这次我们就来聊一聊:“为什么蛇的腿退化掉了?”以及“蛇是如何一步步走到现在这副模样的?”
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蛇的演化从生物分类学的角度来看 , 现在我们所看到的蛇属于动物界-脊索动物门-爬行纲-有鳞目-蛇亚目 。生物分类学实际上也是体现了这个物种的演化路径 , 换言之 , 现代的蛇实际上是从爬行纲逐渐演化而来 。
爬行纲的辉煌是从2.52亿年前开始 , 当时地球上发生了二叠纪-三叠纪灭绝事件 , 这是地球历史上规模更大的一次生物大灭绝 。在这之后 , 地球的陆地都合并到了一起 , 成为了一整块大陆 , 史称: *** 大陆 。*** 大陆中间呈现出了沙漠化的环境 , 十分干旱 。
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对于生物而言 , 善于利用水分个体 , 存活下来的概率更高 。这对于爬行动物而言 , 是绝对的乐土 , 不仅如此 , 在当时的海洋中 , 鱼龙目动物也在崛起 , 它们也是爬行纲动物演化而来 。而此时准备要制霸地球的主龙类动物也在崛起 , 它们也是从爬行纲动物演化而来 。主龙类动物后来就是我们常说的恐龙 。在接下来漫长的2亿年里 , 恐龙占据了绝对的统治地位 。
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一直到6500万年前 , 一颗直径10公里左右的小行星撞上了地球 , 扬起尘土遮蔽了阳光 , 同时此刻也出现了大规模的火山喷发 , 引发了距离我们最近的一次生物大灭绝 。
在这次大灭绝之后 , 恐龙逐渐淡出历史舞台 , 但爬行纲却没有 。这是因为爬行纲并不只有恐龙 , 爬行纲实际上是一个并系群 , 有许多的演化分支 , 其中更大的一个目是有鳞目 , 包含了许多我们熟知的动物 , 比如:壁虎类、鬣蜥–硬舌类、蜥蜴类、蛇蜥类、蛇类等等 , 连曾经海洋中的顶级掠食者沧龙 , 也属于有鳞目 。
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某种程度上说 , 沧龙也算是现代蛇类的近亲了 , 而沧龙是有四肢的 , 沧龙主要活动的年代是距今1.05亿年到距今6500万年之间 , 与现代蛇的起源时间几乎是重叠 。
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通过考古化石来看 , 科学家们确实也发现了带有后肢的蛇化石 。由于爬行纲早期都是有四肢的 , 再加上只有后肢的化石 , 我们起码可以得到这样的结论 , 蛇类首先是有四肢的 , 只是后来演化过程中 , 逐渐退化掉了 , 而且前肢和后肢的退化并不是同时的 , 而是先退化掉前肢 , 之后才退化掉后肢 。那么问题来了 , 蛇退化掉四肢的原因到底是什么?
基因层面如果从演化的层面来看 , 物种的演化是没有方向性的 , 根本原因其实是基因突变是随机的 。每个物种在遗传过程中都有一定的突变概率 , 随后在自然选择中 , 那些适应环境的性状被逐渐筛选下来 。
因此 , 蛇类退化掉四肢的核心原因其实是:基因突变 。那具体是哪些基因发生了改变呢?
科学家发现 , 绝大多数的脊椎动物都受到Hox基因的调控 , 其中HoxC-6基因和HoxC-8基因的表达可以让身体的大部分发生延伸 。而如果缺失HoxC-6基因的表达 , 就会缺少前肢 。
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