在競(jìng)爭(zhēng)激烈的動(dòng)物世界,保護(hù)自己不被吃掉很重要,許多動(dòng)物因此進(jìn)化出生物防御裝備——外殼,把身體的大部分放在殼里面,伸個(gè)頭出去覓食,或者干脆直接把自己整個(gè)裹了起來(lái),都能大大提高生存幾率。 所以有外殼的動(dòng)物非常多,甚至可以說(shuō)大部分動(dòng)物都是有堅(jiān)硬外殼的。 比如典型的有蝸牛,背著重重的殼到處爬,但它其實(shí)是軟體動(dòng)物;還有那些有殼的節(jié)肢動(dòng)物,它們天生就是擁有外骨骼;在脊椎動(dòng)物中,最典型的代表就是烏龜。 不過(guò),在所有動(dòng)物的外殼中,烏龜?shù)耐鈿そ^對(duì)是最特殊的一個(gè),科學(xué)家至今還不太明白烏龜?shù)耐鈿ぞ烤故窃趺椿厥拢芏喙派飳W(xué)家甚至開玩笑表示:烏龜可能來(lái)自外太空。 烏龜?shù)臍な鞘裁矗?/p> 龜鱉目的物種都有一個(gè)這樣特殊的外殼,雖然它們除了一個(gè)殼之外,其它多余骨骼很少,但毫無(wú)疑問(wèn)它們是脊椎動(dòng)物,它們和鱷魚、蛇一樣都是屬于爬行動(dòng)物。 只是這個(gè)脊椎動(dòng)物好像想把自己的“內(nèi)骨骼”變成“外骨骼”,就像現(xiàn)在的甲殼類,以及昆蟲一樣,烏龜把自己的骨骼翻到了外面。 烏龜?shù)耐鈿な怯梢慌排胚B接牢固的骨板組成,然后在骨板上覆蓋一些角質(zhì)板或盾片,背部圓頂甲殼通過(guò)骨橋與下方的扁平腹甲相連。 圖注:烏龜?shù)墓趋?/p> 由此形成的外殼包裹著肩部和臀部,但頭部、頸部和前腿前部,以及尾部和后肢的后部都是開放的,所以它們可以伸縮自如(海龜除外)。 在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里,科學(xué)家不知道的是,烏龜這身外殼是如何進(jìn)化的,因?yàn)樵谶^(guò)去發(fā)現(xiàn)的烏龜化石中,它們的外殼都已經(jīng)形成了,沒(méi)人知道為什么烏龜突然就有一個(gè)殼。 當(dāng)時(shí)有兩個(gè)學(xué)派占據(jù)主導(dǎo): 許多古生物學(xué)家認(rèn)為烏龜可能和現(xiàn)在的鱷魚差不多,先擁有表層皮骨,然后隨著時(shí)間推移,它們的內(nèi)骨骼和這些皮骨融合了。 不過(guò)動(dòng)物學(xué)家在烏龜?shù)呐咛グl(fā)育過(guò)程中追蹤了龜殼的形成,認(rèn)為龜殼的各個(gè)部分是從骨架的不同部分發(fā)展而來(lái)的。 現(xiàn)在看來(lái)動(dòng)物學(xué)家勝出的概率很高。 目前已知最早的烏龜譜系成員是2.1 億年的Proterochersis和Proganochelys(原顎龜),這兩個(gè)已經(jīng)滅絕的烏龜化石是在德國(guó)和波蘭發(fā)現(xiàn)的,除了一些特殊適應(yīng)性特征外,它們和現(xiàn)代烏龜沒(méi)有太大的區(qū)別。 圖注:2.1億年的原顎龜化石復(fù)原 有沒(méi)有感覺(jué)挺意外的,看著笨笨的烏龜至少已經(jīng)2.1億年保持這個(gè)形態(tài)不變了,那個(gè)時(shí)候恐龍也才剛剛出現(xiàn)沒(méi)多久而已,但大約6500萬(wàn)年恐龍滅絕了,而烏龜背著它骨骼繼續(xù)前行。 圖注:2.2億年前,長(zhǎng)出腹甲的半甲齒龜 在2008年的時(shí)候,中國(guó)貴州關(guān)嶺發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更古老的 “烏龜半成品”——半甲齒龜,光聽(tīng)名字就知道,這貨只有一半的龜甲——它是只有腹甲,而沒(méi)有背甲的爬行動(dòng)物。 當(dāng)然,它是現(xiàn)代烏龜?shù)淖嫦鹊母怕屎芨?,如果是的話,那就可以確定烏龜是先有腹甲的,而腹甲是它們的肋骨擴(kuò)寬而來(lái)的,而不是古生物學(xué)家描述的皮骨演化。 圖注:2.4億年前的祖龜復(fù)原 2015年德國(guó)南部發(fā)現(xiàn)了另一只爬行動(dòng)物——祖龜化石,以龜命名是因?yàn)榭茖W(xué)家認(rèn)為它是烏龜?shù)母髟缱嫦?,?shí)際上它更像小蜥蜴。 祖龜正在準(zhǔn)備長(zhǎng)出腹甲,它們的肋骨已經(jīng)加寬了許多,科學(xué)家認(rèn)為這個(gè)肋骨加寬的進(jìn)化目的是方便挖土。 其實(shí)到了這里,已經(jīng)很明顯了,烏龜?shù)臍な菑乃趋姥葑儊?lái)的可能性更高。只是祖龜和半甲齒龜生存環(huán)境是完全不一樣的,半甲齒龜是生存在水下的,它的腹甲被認(rèn)為是用來(lái)防御的,而不是挖土,所以很難把祖龜串聯(lián)到半甲齒龜,也就很難證明龜殼究竟證明來(lái)的。 其實(shí),關(guān)于烏龜進(jìn)化類似的疑問(wèn)還有很多很多,不過(guò)我們今天還是只說(shuō)它的殼吧。它的殼是骨骼演變來(lái)應(yīng)該是沒(méi)問(wèn)題的,畢竟前面兩個(gè)物種可以證明這個(gè)過(guò)程可行。 雖然烏龜殼的由來(lái)算是解決了,但是它們的殼還是最特殊的。 ![]() 烏龜?shù)臍び惺裁刺厥庵帲?/p> 有殼動(dòng)物千千萬(wàn),但其實(shí)大部分動(dòng)物的殼和身體的關(guān)系都差不多,就是相當(dāng)于給自己穿了一件“防彈衣”,但是烏龜卻不同,它是把自己整個(gè)身體結(jié)構(gòu)改變了,更像活生生把自己變成了“防彈衣”。 比如軟體動(dòng)物的殼,它們是像搭房子一樣慢慢搭建外殼的,一只蝸牛從出生開始就會(huì)收集鈣質(zhì),然后通過(guò)電流把鈣離子推到相應(yīng)的位置。 那些擁有外骨骼的動(dòng)物也一樣,也是在外面裹了一層保護(hù)層。 ![]() 相較于其它動(dòng)物,脊椎動(dòng)物是更高級(jí)的存在,所以脊椎動(dòng)物中使用“外殼”的明顯少了很多,某種意義上來(lái)說(shuō),“脊椎”這個(gè)進(jìn)化優(yōu)勢(shì)抵消了沒(méi)有殼帶來(lái)的劣勢(shì)。 不過(guò)有些脊椎動(dòng)物也是有外殼的,比如爬行動(dòng)物和魚類的鱗片和皮骨,某種意義上也是一種“外殼”,在哺乳動(dòng)物中有犰狳和穿山甲。 ![]() 圖注:犰狳的神奇鎧甲 其實(shí)無(wú)論這些外殼怎么弄,它都不是改變身體的結(jié)構(gòu),穿山甲的殼其實(shí)和鳥類的羽毛、哺乳動(dòng)物的毛發(fā)沒(méi)有多少本質(zhì)區(qū)別,生物要發(fā)生這種變化其實(shí)是很容易的,幾個(gè)重要基因突變就能做到。 但是烏龜?shù)臍ぞ秃茈y,它相當(dāng)于改變并重組了身體結(jié)構(gòu),并且和其它所有脊椎動(dòng)物背道而馳。 不過(guò),無(wú)疑烏龜這么做很成功,在這樣一個(gè)堅(jiān)如磐石的東西面前,絕大部分獵食者都會(huì)失去興趣。 |
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