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蛇类的进化史

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放大字体  缩小字体 发布日期:2015-07-01  浏览次数:370
核心提示:原始海生蜥蜴进化成无足而行的蛇,通过如此漫长的时间,首先是在外形上发生变化,由于在水中游动,四脚变得多余,按 照用进废退的规律,四脚慢慢地缩小和退化,身体变细变长,因 为身体愈长,波浪式产生向前向后的冲力就愈有效,随着身体的 变长,其体内器官也必须随之变化,进行某种有趣的重组。

原始海生蜥蜴进化成无足而行的蛇,通过如此漫长的时间,首先是在外形上发生变化,由于在水中游动,四脚变得多余,按 照用进废退的规律,四脚慢慢地缩小和退化,身体变细变长,因 为身体愈长,波浪式产生向前向后的冲力就愈有效,随着身体的 变长,其体内器官也必须随之变化,进行某种有趣的重组,如蛇 类的消化道是一根笔直的管子,它的胃不是横着弯曲的囊体,却 只是前肠简单的扩大,蛇类的管道式体腔没有容纳心肺的宽阔胸 腔,没有容纳较大的两叶肝脏的空间,也无法让半球形的肾脏和 生殖腺成对并列,要解决这个问题,只有让成对的器官萎缩其中 之一,而使另外一个伸长来作为补偿,或者使成对的器官交错排 列,或者干脆两个器官合二为一。

 

 蛇类的进化史

蛇的心脏几乎没有受到什么影响,只是它的位置稍向后移 (自头至肛门这段距离的1/3处),紧靠在肾和肝的前面,而肝脏 则明显伸长了,其左叶较短,右叶有时拖长成一根细细的“尾 巴”,通常一直延长到体长一半稍后的位置,胆獎不是嵌在肝脏 里,而是向后移,位于肝脏后面不远的地方。受体腔限制最大的 器官是肺脏,绝大多数蛇类的左肺大大缩小甚至完全消失,只有 蟒蛇和闪鱗蛇中,还保留一个原始的功能性左肺,但即便如此, 其左肺也明显地比右肺小,这一损失的代偿办法,部分是靠右肺 的向后延长,部分是靠沿气管形成一个附加的呼吸面,即所谓的 气管肺。

蛇类体内成对的器官中,最大的是肾脏和生殖腺(精巢或卵 巢),这两种器官不仅变长,而且右边的总是比左边大,并位于左 边器官的前面。由于肾及生殖腺变长,以致把膀胱排挤,使之萎 缩乃至消失,这样,蛇类含氮废物代之以尿酸的形式排出,而尿 酸是一种几乎不溶于水的白垩状固体物质。

蛇的头部,特别是头骨,如与典型的蜥蜴头骨比较,虽然绝 对不同的地方很少,但也有一定的差异,而穴居的蛇和无肢的穴 居蜥蜴之间的差别则较少。蛇类的耳朵也没有鼓膜、鼓室和咽鼓 管,连听觉器官中与接收空气振动有关的所有那呰部件都没有, 唯一剩下的是一根骨质的棒—耳柱骨,正常情况下,只有靠这根耳柱骨将空气的振动传给埋藏在颅骨侧壁中的内耳,这一事实 提示:蛇类的这种重要感官的丧失与头部变窄成流线形有关。

值得一提的是,蛇类与高等脊椎动物比较,脑变得非常小, 只有现在蜥蜴的一半,它的四肢丧失后,原来控制、协调、指挥 四肢活动这部分大脑已不需要了,另外,由于身体变得细长,体 内脊髓增多,也可以代替消失的那部分大脑管理后半身的运动。

毒蛇的出现也是生物进化的结果,从1.35亿年前出现蛇类直 到新生代第3纪的中新世才出现毒蛇,可谓极其慢长,这体现出 大自然物种进化的规律——自然选择、适者生存。

可以设想,远古时代水生的蜥蜴回到陆地后,生息繁衍,众 多的蛇世世代代共同生活在草木茂盛的沼泽,那里生长着大量的 小生物,它们摄取的食物十分容易,原始蛇群中为争夺食物而相 互伤残的现象甚少,不同物种之间又因各有其丰富的食物,彼此 攻击现象还不多见。所以原始蛇类只有上下两排排列整齐的牙齿, 没有像现在毒蛇的倒钩牙;只有能分泌生物消化酶的唾液腺体, 而没有专门分泌毒素(毒性蛋白)的毒腺囊体。

随着地球气候的不断变化,供蛇类食用的小生物逐渐减少, 而依赖小生物生存的蛇类却日益繁衍增长,自然生态失衡,蛇的 群体中往往因争夺食物、求偶,或为抵御不同物种的侵袭而引起 低级肉体搏斗,如用牙齿撕咬,用躯体摔打、碰撞等,这样,蛇 类为生存而赖以攻击的器官的利用率大大增强了,从而出现形态 结构等方面的代偿性变异。尤其是蛇类的牙齿逐渐进化,演变成 犀利的倒钩牙,并且通过变异遗传基因保持下来。

然而,生物的器官防御功能是极为有限的,如果双方器官抵 御功能过分悬殊时,往往一方将被置于死地,为了适应这一变化, 生物不得不寻求自身某种腺液化学效能来补偿躯体功能的不足, 以对抗、抵御较大的生物,甚至以图置对方于死地,这种生物谋 求新的抵御途径的过程,实际上也是一种生物进化过程。

在毒蛇中,其毒腺是从唾液腺体进化而来的,可以说,蛇的 |毒腺实际上也是一种高度进化的腺体,腺体的后部是主要的分泌郢位,分泌管上皮细胞含有颗粒,不但有毒性,而且还具有消化水解作用的酶。毒蛇能将毒液注入别的生物体,是依靠有沟牙 或(和)管牙来完成的,毒牙的特殊结构和形态,是牙齿器官适 应环境的结果,是“使用与不使用”的结果。毒蛇的毒牙、毒液、 毒腺囊体的产生和变化,要经过亿万年、上千万代的进化才能获 得完善。

由无毒蛇的唾液逐步发展成为毒蛇的毒腺,这是蛇类进化史 中重大的事件,因为它不仅具备强烈的毒液,而且毒牙、毒腺、 导管一应俱全,从而如虎添翼,凭借这一强大武器,在对抗、抵 御敌害和狩捕猎物中大显神威,能使人类“谈蛇色变”。

具有器官防御功能和生物化学效应抵御本能的毒蛇,是千姿 百态蛇种中的后来者,而会喷射毒液的毒蛇,更是毒蛇群体中的 佼佼者,当然,它们的进化历史要比其他毒蛇漫长得多。目前, 已发现会喷毒的毒蛇有:眼镜蛇眼镜王蛇五步蛇、莽山烙铁 头等。近年来的研究又发现,一向被认为是游蛇科中的无毒蛇种 的赤链蛇、虎斑游蛇、颈棱蛇、翠青蛇、黄链蛇等,其头部解剖 表明它们颈背部的杜氏腺体能分泌毒液,为混合毒。尤其是虎斑 游蛇,该蛇被激怒时能像眼镜蛇一样昂头扁颈,向人发威,甚至 已有人被该蛇喷毒伤眼的报道,还发现被该蛇咬伤中毒需要抢救 的病例。可见,这些蛇都是在发展进化中的蛇种。可以设想,再 经过数千万年的进化,以上这些蛇种将与眼镜蛇一样,变成凶猛 的会喷毒的毒蛇。

蛇在自然界中的位置应该是属于:动物界一脊索动物门一脊 椎动物亚门一爬行纲一有鳞亚纲一蛇目。具体蛇种在蛇目以下再 分,以银环蛇为例:即蛇目一眼镜蛇科一环蛇属一银环蛇种。为 了分得更细,在每个档次中间设一个小档次,也就是“亚”字, 如蝮蛇属中有蝮蛇短尾亚种。

从以上蛇在动物界的划分位置,我们可以了解到蛇与其他动 物之间的亲缘关系较远,在脊椎动物亚门范围内,蛇与龟、鳄、 楔齿蜥和蜥蜴同属于爬行纲,它与这些动物的关系较为密切,而

与其他各纲的关系较为疏远;在爬行纲范围内,蛇目与蜥蜴目同 属于有鳞亚纲,它们具有许多共同的特征,因此,蛇与蜥蜴的亲 缘关系最为密切。

 
   

作者:何国昌@养蛇研究中心

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关键词: 蛇类 进化史
 
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