蛇是沒有腳的,畫蛇添足這個典故,相信很多人都知道。那蛇為什麼沒有腳呢?為什麼蛇沒有腳還能行動自如呢?
自然界中很多動物都有四條腿,人的兩條腿已經演化成手臂,鳥則演變成翅膀了。而蛇呢,四條腿都在演化的過程中退化掉了。蛇的行進方式最常見的是利用腹部與地面的摩擦,以“S”型的方式向前推進。
蛇是爬行動物,它的遠古祖先肯定有腿。現在的蟒蛇體内仍然殘存退化了的髋骨,這表明它們原來是有肢體的。
蛇類最早可能出現于1.7億年前,在侏羅紀晚期開始走向繁榮。科學家在距今7000萬年前的白垩紀地層中發現了古蛇類的化石,化石證據顯示,這些古蛇類至少具有兩條外顯的後腿。而更早的侏羅紀的古蛇類甚至還有4條小短腿,但這些腿可能已經沒有辦法走路了。
蛇類的腿部之所以會縮短、消失,很可能與它們生活方式的改變有關。古蛇類很可能傾向于穴居生活,在這樣的環境下,四肢反倒成了累贅。在大自然的選擇下,那些具有修長四肢的家夥和它們的基因被逐漸篩選掉,于是蛇類的四肢開始退化消失。當它們返回地面時,已經找不回曾經發達、強壯的四肢了。
蛇雖然沒有腳,可它卻行動迅速,在陸生脊椎動物中堪稱另類,部分蛇類還進化出了毒液,這使得它們在動物界的生存競争中獲得了極大的成功。除了南極洲以外,在世界各地都廣泛分布。
由于沒有腳,蛇的運動方式與其它脊椎動物不同,它們主要通過腹部與地面的摩擦來前行,依靠“S”形的身法,在地面遊走。為此,蛇的身體變得細長,它們的脊椎有将近500塊椎骨,是世界上最靈活的動物之一。不管草叢樹杈,還是地溝磚縫,蛇都能擠進去,這讓蛇類的逃生和捕獵本領大大增強。
此外,在陸地上,像森蚺等大型蛇類,由于體型粗大,它們隻能利用腹部的鱗片采取直線“幾”字形方式向前行進,這種行進方式與毛毛蟲爬行的方式很相像。
蛇和蜥蜴的親緣關系很近,是從蜥蜴主幹上演化出來的一個分支。科學家從基因的層面來解讀了蛇失去四肢的原因,發現了被自然選擇作用過的基因。
科學家在動物體内發現了一個被稱為“ZRS”的DNA序列,它能夠影響動物四肢的發育。不同物種的ZRS序列各有不同。對比發現,在蟒和蚺這類具有後肢殘存痕迹的蛇類中,ZRS的核心序列與四腳蜥蜴的相似度較高,而其它蛇類則相反,甚至已經完全喪失了核心序列。
科學家利用基因編輯技術将小白鼠的ZRS序列移除掉,然後用蛇類的ZRS進行替換,結果發現,小鼠的四肢不能發育了。這說明,ZRS序列确實具有決定動物四肢發育的功能。
那麼将這一小截DNA序列補回去,蛇的四肢能重新回來嗎?科學家認為,将ZRS移植給蛇,蛇并不能長出四肢來。因為,在漫長的生物演化史中,發生變化的基因肯定不止一個,ZRS隻是其中起主要作用的基因片段。
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