FT :蛇的爆炸性进化策略

阿胡贾:就在一些科学家将蛇吹捧为新的超级食物之际,蛇的曲折进化故事正在浮出水面。
英国《金融时报》科学评论员 安贾娜•阿胡贾

2024年4月9日 06:30 英国《金融时报》科学评论员 安贾娜•阿胡贾
本文作者是科学评论员。

蛇有种超凡脱俗的感觉。这些滑行的生物在宗教、民间传说和神话中有着重要的地位:伊甸园中的蛇引诱夏娃吃禁果;蛇发女怪美杜莎的凝视能把看她一眼的人变成石头;印度教、耆那教和佛教中半人半蛇的那伽住在地下宫殿里。

全球文化中蛇的形象可能反映了它们在现实世界中的非凡多样性。世界上大约有4000种蛇,生活在海洋、湖泊、沙漠、森林甚至地下。最长的蛇类网斑蟒通常超过6米;最短的是10厘米长的巴巴多斯线蛇,看起来像一条棕色卷曲的线。

今年2月,来自美国、英国、澳大利亚、巴西和芬兰的爬虫学家公布了迄今为止最全面的蛇和蜥蜴的家族树,并发现它包含了一个“宏观进化奇点”,即一个相对突然的、无法解释的蛇进化速度的转变,始于1亿多年前,至今仍在进行中。就在其他科学家将蛇吹捧为新的超级食物之际,蛇的曲折进化故事正在浮出水面。

这种进化爆发被称为适应性辐射,使蛇的进化速度达到蜥蜴的三倍,这使得它们在6600万年前小行星撞击导致恐龙灭绝后得以兴盛。这个过程也产生了它们今天引人注目的特征:多种狩猎策略,包括毒液和缠绕绞杀;能够消化蝎子等有毒猎物;拥有灵活的头骨,可以吞食大型动物;能够用舌头“闻”化学物质;能够滑行、挖洞、攀爬和游泳。

密歇根大学(University of Michigan)生物学家丹尼尔•拉博斯基(Daniel Rabosky)是资深作者,他在《科学美国人》(Scientific American)上这样描述蛇的进化速度:“蜥蜴骑着摩托自行车到处闲逛,而蛇则坐着子弹头列车。”

蛇和蜥蜴一起属于有鳞爬行动物(有鳞目),大约有1.1万种,占陆地脊椎动物总数的三分之一。更复杂的是,还有一些无足蜥蜴,比如蛇蜥,它们不是蛇(与蛇不同的是,它们有眼睑、耳孔和有凹口的舌头,而不是分叉的舌头)。虽然自恐龙时代以来,许多种类的蜥蜴几乎没有变化,但蛇已经能够通过进化出不同的移动、进食和感知环境的方式来占领新的生态位。

研究人员恰当地使用了一种双管齐下的方法来研究蛇的进化:首先,对大约1000种有鳞动物的基因组进行测序,以建立家族树的主干,并用它来确定其他有鳞动物所处的位置;第二,研究它们的饮食。对野生动物进食的直接观察很少,因此研究人员还检查了世界各地博物馆保存的6万多只蛇和蜥蜴标本的胃内容物。

对基因组和饮食数据的分析表明,在蛇的进化过程中,有三种变化相对紧密地一起发生,导致了与蜥蜴的分离:身体变长,四肢消失;头骨变得灵活;化学感应变得更加灵敏。似乎是这三个变化一起,而不是任何单一的变化,引发了进化的成功。发表在《科学》(Science)杂志上的这项研究突显了收集和保存自然标本的价值——在数字时代,这种科学实践可能会让人觉得过时。

查尔斯•达尔文(Charles Darwin)在化石记录中注意到一个类似的奇点,即开花植物的突然出现和多样化。达尔文对这个谜题感到苦恼,在1879年向他著名的植物学家朋友约瑟夫•胡克(Joseph Hooker)将之描述为“一个令人憎恶的谜”。

对于一些观察者来说,蛇能迅速适应变化的环境,这使得它们成为气候不稳定世界的完美食物来源。蛇肉蛋白质含量高,脂肪含量低,在东南亚和中国已经是一道美味。

人工饲养的蟒蛇可以以野生啮齿动物和农业生产过程中产生的废弃蛋白质为食;这些蟒蛇的体重可以达到100公斤以上。今年发表的一项研究发现,在将饲料转化为蛋白质方面,“蟒蛇比迄今为止研究过的所有主流农业物种都要好”。

尽管如此,有一半的英国人表示对蛇感到焦虑,大约每50人中就有一人患有蛇恐惧症,所以把蛇作为新的家畜的想法可能走不远。

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