蛇类的进化史


原始的海洋蜥蜴进化成没有脚走路的蛇。过了这么久,形状先是变了。由于在水中游泳,四条腿变得多余。慢慢收缩退化,身体变细变长,因为身体越长,波浪力产生向前和向后的动量就越有效。随着身体变长,它的内脏器官也必须相应地发生变化,并进行一些有趣的动作。例如,蛇的消化道是直管,它的胃不是水平弯曲的囊,而是前肠的简单扩张。巨大的双叶肝的空间不允许半球形的肾脏和性腺成对并列。要解决这个问题,必须将成对器官中的一个缩小而另一个伸长作为补偿,或者将成体的右侧器官交错排列,或者干脆将两个器官合二为一。

蛇的心脏几乎不受影响,但位置略微后移(头部到肛门距离的1/3),位于肾脏和肝脏的前面,而肝脏则明显拉长。左叶较短,右叶有时被拉成一条细长的“尾巴”,通常延伸到体长的一半。胆囊并不嵌入肝脏,而是向后移动,在肝脏后面不远的地方。受体腔较大的器官是肺。大多数蛇的左肺大大缩小甚至完全消失。只有大蟒蛇和闪鳞蛇还保留着原始的功能性左肺,但即便如此,左肺也明显小于右肺。这种损失的补偿部分是通过向后延伸右肺,部分是通过沿气管形成一个额外的呼吸表面,即所谓的气管肺。

在蛇的成对器官中,较大的是肾脏和性腺(睾丸或卵巢),它们不仅变长,而且右边总是比左边大,位于左边器官的前面。随着肾脏和性腺的伸长,膀胱被挤压、收缩甚至消失,因此蛇的含氮废物反而以尿酸的形式排出体外,尿酸是一种几乎不溶于水的白垩状固体物质。

与典型的蜥蜴头骨相比,蛇的头部,尤其是头骨,显示出一些差异,尽管绝对差异很小,而穴居蛇和无肢穴居蜥蜴之间的差异较小。蛇的耳朵也没有鼓膜、鼓膜腔和咽鼓管,甚至连所有与接收空气振动有关的听觉器官都没有。剩下的是一根骨杆——耳柱骨。 事实上只有这个孔口将空气振动传递到埋在头骨侧壁中的内耳,这表明蛇类失去这种重要感觉与头部变窄成流线型有关。

值得一提的是,与高等脊椎动物相比,蛇的大脑已经变得非常小,只有目前蜥蜴的一半。在失去四肢后,大脑中控制、协调和指挥四肢活动的部分就不再需要了。另外,随着身体变苗条,体内的脊髓增多,也可以代替大脑缺失的部分来管理身体后半部的运动。

毒蛇的出现也是生物进化的结果。从1.35亿年前蛇的出现到新生代三世纪的中新世,并没有出现毒蛇。可以说是极其缓慢,反映了自然界物种进化的规律—— 物竞天择,适应者生存。

可想而知,远古时代的水生蜥蜴又回到了陆地上生活繁衍。草木茂盛的沼泽地里,世代生活着许多蛇类,生长着大量的小生物。他们摄入的食物非常容易。因争夺食物而相互伤害的现象很少见,不同物种因各自拥有丰富的食物而互相攻击的情况也很少见。因此,原始蛇只有两排排列整齐的牙齿,没有今天毒蛇的倒钩齿;它们只有分泌生物消化酶的唾液腺,而没有分泌毒素(有毒蛋白质)的毒腺囊。

随着地球气候的不断变化,蛇类所吃的小型生物数量在逐渐减少,而依靠小型生物生存的蛇类却在成倍增加。自然生态平衡失衡。蛇群往往是由于争夺食物、求爱,或抵制异种。物种入侵造成低级的身体对抗,如用牙齿咬、用身体殴打、碰撞等。这样一来,蛇类赖以生存的攻击器官的利用率大大提高,导致形态和结构方面的补偿。性变异。尤其是蛇类的牙齿,已经逐渐演变成锋利的倒钩牙,这种牙齿是通过基因突变得以维持的。

然而,生物体器官的防御功能是极其有限的。如果两个器官的防御功能相差太大,往往其中之一就会被处死。为了适应这种变化,生物体不得不寻求某种腺液化学效力来补偿身体功能。为了对抗和抵制更大的生物,甚至试图将它们置于死地,这种生物寻求新的防御方式的过程实际上是生物进化的过程。

在毒蛇中,毒腺是从唾液腺进化而来的。可以说,蛇的毒腺其实是一个高度进化的腺体。颗粒剂不仅有毒,而且含有消化酶和水解酶。毒蛇可以依靠沟齿或(和)管齿将毒液注入其他生物体内。毒牙的特殊结构和形状是牙齿器官适应环境的结果,是“用与不用”的结果。毒蛇毒牙、毒液、毒腺囊的产生和变化,要经过亿万年、千万代的进化才能完善。

从无毒蛇的唾液逐渐发展到毒蛇的毒腺,是蛇类进化史上的一件大事,因为它不仅有强烈的毒液,而且还有各式各样的毒牙、毒腺和导管,这使它更加强大。有了这件威力巨大的武器,在对抗中大显身手,抵御敌人,猎杀猎物,能让人类“谈蛇变色”。

具有器官防御功能和生化作用以抵抗本能的毒蛇在各种蛇种中属于后来者,而能喷出毒液的毒蛇是毒蛇中的佼佼者。当然,它们的进化史比其他毒蛇要长很多。目前已发现会喷毒的毒蛇有:眼镜蛇、眼镜王蛇、五步蛇、邙山铁头等。近年的研究也发现,红蛇、虎斑蛇、颈蛇、翠蛇、黄蛇的头部解剖,一直被认为是蛇类中的无毒蛇种。家庭,表明他们的脖子和背部是杜氏腺,可以分泌毒液,这是一种混合毒液。尤其是虎蛇,受激时能像眼镜蛇一样昂首缩颈,向人炫耀威风。甚至还有人被蛇毒伤到,被蛇咬伤、中毒的案例需要抢救。可以看出这些蛇都是在发育进化过程中的蛇

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。

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