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蛇的体形就像一条绳子,然而它们的祖先却是有脚的,为啥要退化掉?
蛇作为一种爬行动物,为什么没有腿呢?漫长的进化过程中,蛇的腿究竟发生了什么?让我来尝试解答一下吧。
蛇的祖先实际上是一种体型狭长的蜥蜴【如下图所示】。但是至于说为什么有脚的蜥蜴为什么会逐渐变成没脚的蛇呢?现在有两种理论来解释这种现象。
第一种解释是所谓的“水生说”,意思就是蛇的祖先是生活在水中的【如下图所示,就是这种生物的***想图】,在漫长的演化过程中,这种生物不需要通过四肢就可以在水中游动,反而这个时候四肢变成了水中的阻力,所以逐渐退化掉了。
第二种解释就是“陆生说”,简单说就是蛇的祖先也是生活在陆地上的,只是这种生物是一种穴居生物,需要在狭窄的洞穴中前进才能够获得充分的庇护和食物来源,所以在漫长的进化过程中,这种生物的四肢逐渐退化,这才变成了现代意义上的蛇类【如下图所示】。
比如说下图就是发现的这种还保留着非常短小的四肢的蛇类,可以说这种生物在这个阶段已经跟现在的蛇类非常类似了,不仅整个身子细长无比,而且四肢的作用已经几乎消失殆尽了,甚至于连捕食方式已经跟现在的蛇很相似,是通过绞杀的方式来捕获并杀死猎物的。
这样解释不知道你听懂了没有?要知道大自然确实是很神奇的。
谢邀。
众所周知,蛇是由蜥蜴进化而来的。早在三亿年前,经过演化陆地上出现了真正意义上的爬行动物,其中就有蛇的祖先蜥蜴。直到现在蜥蜴依然遍布世界各地,那么,为什么蛇会进化到没有脚呢?我们一起来探讨一下。
首先,一个物种的进化并不是全部的进化,什么意思呢?就好比是狼和狗的关系一样,狗的祖先是狼,但是现在狼这个物种依然存在。就像蛇的祖先是蜥蜴,而现在蜥蜴依然存在一样。
动物的进化也是选择的性的,无论是如何进化为的都是更好的适应环境,进而能够生存。就像是蜥蜴也有很多种,有的可以在水里游,有的可以在天上飞一样。
上图就是蜥蜴几亿年前的化石,从化石就不难看出,即使是过了亿万年,但是它的内部构造是没有改变的。而蛇是有蜥蜴中的某一个种类进化而来的。而且这种蜥蜴明显是穴居动物。
经过漫长的进化,这种穴居蜥蜴的身体越来越长,而在身上的四只脚就成为它的负担,所以为了更好的适应穴居的环境,以及在捕猎时能够尽可能无声的接近猎物,它选择了进化四肢。
但是也不是所有进化后四肢消失的蜥蜴都称之为蛇,有一种蜥蜴叫做细脆蛇蜥,它也是经过了漫长的演化最终四肢消失了。但是它与蛇还是有着明显的差异的。首先,蛇的全身布满了鳞片,而细脆蛇蜥则是局部有鳞片;其次就是栖息环境,蛇是穴居动物,而细脆蛇蜥没有固定的巢穴,它常常隐藏在树下或者石头底下,也就是细脆蛇蜥依然沿袭着蜥蜴的生活习性。
从有脚到无脚,蛇的目的只有一个——为了生存。
首先,蛇的祖先是有脚的,不仅在化石上能证实这一点,现存的生物也可以。生物学家通过研究蜥蜴,发现蛇和希拉毒蜥的基因是来自于同一个祖先,这很好地证实了蛇是起源于蜥蜴,并且在最早的时候蛇是有脚的,只是在千万年的不断进化中,为了适应环境而把脚给退化了。
要适应环境,又是怎样的环境呢?目前最被认可的说法有两个:水生说和陆生说。简单来说,“水生说”认为:水中生存的蛇的四肢会增加水流的阻力,不利于自身的活动;“陆生说”认为:陆地上生存的蛇需要经常钻入洞穴中,而脚的存在不利于活动,最后也别退化掉了。
无论如何,这些退化对蛇来说是进化,是符合自身基因最好的进化,能让自身更好地适应环境。
接着拿希拉毒蜥举例,希拉毒蜥是美国体积最大的毒蜥蜴,和蛇一样捕食都是借助于毒液,不过它们毒却有着挺大的区别。希拉毒蜥的毒液是藏在下颚的毒腺中,在咬住猎物后,毒液会先进入蜥蜴的口腔中,然后再通过牙齿逐渐进入到猎物体内。
并且,由于希拉毒蜥的毒液不是特别强,在毒液麻痹猎物前它必须死死地咬住。这样的行为是充满危险的,猎物临死前的挣扎很可能会让它受伤,而自然界中,任何动物受伤就意味着多了几分死亡的几率。显然,这种做法还不够先进。
蛇的起源一直是个谜,早期蛇类化石的缺乏使得这个谜题很难解开。普遍接受的理论认为蛇是由有腿的穴居蜥蜴进化而来的,因为蜥蜴和蛇都有相同的感觉器官来定位猎物,雄性都拥有相同的***官,这两个物种都覆盖着鳞片,是冷血动物。然而,科学家们并不知道这些蛇是什么时候进化而来的,以及它们是从哪种蜥蜴进化而来的。
动物学家预测,在过去有一些蛇是曾经有腿的。即使现在的许多蛇,特别是在蟒蛇中,仍然有腿的发育残迹,就像是微小的突出的刺,雄性在交配时有时可以用它们来抓住雌性,x光显示这些腿的残迹存在完整的肢体结构,其中大部分隐藏在身体内部。
蜥蜴要么在陆地上挖掘,要么在海洋中游泳。然而,随着时间的推移,在蛇中这两种运动模式变得过时,蛇主要利用S形的身体运动来推进,虽然有很小的腿,但蛇不再用它们的腿来运动,因为太小了,S形身体的运动足以给在地面上提供牵引力。蛇失去四肢似乎是因为四肢的存在阻碍了它们在水中的运动;而且四肢的存在会造成巨大的能量浪费,这些约束迫使蛇在不影响生存的情况下也发生了四肢退化。
Sonic hedgehog基因增强子突变导致蛇四肢退化
大多数的蛇在1亿多年前就发生了变异,失去了长出四肢的能力。蛇的基因组确实拥有肢体形成和生长的基因Sonic hedgehog(SHH)基因,但位于Sonic hedgehog基因附近的调控序列增强子DNA突变,阻止了Sonic hedgehog基因的激活,从而使蛇永远无法长出四肢。在蜥蜴身上,Sonic hedgehog基因在胚胎发育过程中会持续活动,推动肢体发育,一直延伸到手指和脚趾。而在蛇身上,增强子的突变使基因无法开启,从而使四肢无法生长。当科学家将蟒蛇和眼镜蛇突变后不能激活的Sonic hedgehog基因插入小鼠体内时,小鼠的四肢几乎无法发育,如下图。
答:化石显示,蛇的祖先是有四肢的,但是后来为了适应环境,蛇的四肢退化了。
蛇和蜥蜴在一亿年前拥有相同的祖先,但是两者朝着不同的方向演化,形成了如今两个不同的物种,甚至在一些蛇类当中,躯干上还留有四肢退化后的痕迹。
蛇伏地而行,虽然没有了四肢,但是行动同样敏捷,灵活的身体在地面上做波状弯曲,利用弯曲处向地面施力就能推动整个身体的前行,在水中游动更加灵活。
化石显示,四肢退化的蛇最早出现在距今9千万年前,此时是白垩纪时期,恐龙还是地球上的霸主;根据自然选择论的观点,蛇主动退化掉四肢,肯定存在有利于蛇适应环境的因素。
其实关于蛇退化四肢的原因,目前还是一个谜团,不过也有一些看起来比较合理的解释:
蛇类祖先是远古的爬行类动物,当它们再次打算返回海洋时,四肢会增大水中游动时的阻力,从而变得多余,于是蛇的四肢开始退化。
在蛇类演化的早期,地球上就出现过体型巨大的海蛇,现在地球上的海蛇体积缩小了很多,海蛇的种类有50多种,有的甚至长期生活在海洋之中。
在2015年,生物学家发现了一个9000万年前没有四肢的蛇类化石,通过CT扫描发现,这条蛇的耳朵中有一个明显的球状通道,这正是洞穴生物的典型特征。
因为洞穴生物所处环境特殊,如果还依靠空气传播的声音辨别事物的话,会有很大的局限性,所以洞穴生物一般会进化出特殊的内耳结构,以增强感知地面的微小震动的能力。
这个发现证明早期的蛇类已经开始洞穴生活,用于躲避大型食肉动物比如恐龙等等,并且进化出了相应的身体结构,而四肢在洞穴生活中非常不便,所以蛇的四肢逐渐退化掉,同时,蛇的整个身体接触地面,还能大大增强地面震动的感知能力。
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