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令人頭疼的進化生命演變從最初簡單的單細(xì)胞到多細(xì)胞,海洋到陸地,再到天空,生物演化經(jīng)過了數(shù)十億年的發(fā)展才有了地球今天生機勃勃的面貌。生物演化之路每個物種幾乎都是獨特的,各個種屬的亞目分支各有千秋,這些都是演化的證據(jù)。不過有一類物種很特殊,科學(xué)
令人頭疼的進化
生命演變從最初簡單的單細(xì)胞到多細(xì)胞,海洋到陸地,再到天空,生物演化經(jīng)過了數(shù)十億年的發(fā)展才有了地球今天生機勃勃的面貌。
生物演化之路
每個物種幾乎都是獨特的,各個種屬的亞目分支各有千秋,這些都是演化的證據(jù)。不過有一類物種很特殊,科學(xué)家在研究這個物種時可是感到了前所未有的壓力,沒有其他物種比它的演變更特殊了,它便是龜。
對龜類的研究一度成為了科學(xué)家們的"噩夢",難道說這個物種曾經(jīng)很恐怖嗎?這是因為龜在億萬年的演化歷史中的改變實在太不一般了,簡直是進化論的終極bug。
我們常說的烏龜一般泛指那種身上背有厚厚的甲殼,四肢行動緩慢,還能把頭縮進殼里的生物。就連鱉這樣較為奇特的“龜”也成了人們口中常說的“王八”,由此可見,人們并沒有對這類生物進行嚴(yán)格區(qū)分。
不過科學(xué)家的研究必須得把這些事情搞明白,實際上不論是鱉還是烏龜,它們都是脊索動物門爬行綱的一個目,學(xué)名稱作龜鱉目。
通常來講,龜在陸地上和水里都能夠生活,還有能夠長期生活在水中的龜類,比如鱷龜、海龜。龜作為爬行動物,其壽命對比其他生物要長壽不少,更有部分龜類能夠存活數(shù)百年之久。
龜?shù)膲勖鼇碜杂谒?strong>新陳代謝,龜體內(nèi)的代謝效率通常較慢,另外龜是變溫動物,與其他一部分爬行動物不同。不過,最令科學(xué)家感到疑惑的是,龜?shù)降资窃趺窗阉鼈儽巢康募讱みM化出來?
龜?shù)慕馄蕡D和骨架結(jié)構(gòu)的展示也讓科學(xué)家更加困惑,龜殼并不是“長”出來的,而是與生俱來,是身體的一部分,就像是人的胸腔一樣。龜殼實際上就是龜?shù)募怪退闹B接的關(guān)節(jié)部分組成,這讓科學(xué)家感到非常奇怪。
倒不是說這種生理結(jié)構(gòu)在自然界中非常離譜,自然界中奇奇怪怪的生物多了去了,但龜殼的演化在生物進化的歷史中完全找不到確鑿的證據(jù)去證明。這使得科學(xué)家無法對其進行本源追蹤,從而對龜?shù)倪M化研究一時間無從下手。
難以區(qū)分的龜鱉目
大部分動物都有趨利避害的本能,無論是利用環(huán)境還是掌控自己的身體??茖W(xué)家剖開龜骨骼的矢狀切面發(fā)現(xiàn)了龜?shù)钠嫣貥?gòu)造,一般來講,龜殼包含50~60塊骨塊,腹部甲板骨塊最少,只有7~11塊左右。
甲殼通過腹甲的橫向延伸連接至肩帶、胸骨、腹甲,甲殼作為身體的一部分。隨著龜?shù)?strong>年齡增大也會越來越大,肋骨的橫向生長成為甲殼脊,這是龜獨特身體構(gòu)造的另一部分。成長過程中,支撐龜殼的骨架便是這樣橫向生長變得越來越大。
自然界中這種獨特的生理構(gòu)造除了烏龜,沒有任何動物或者爬行動物有這種生長方式。科學(xué)家為了找尋這種進化的起源以便更好地完善生物進化史,結(jié)果就在這里犯了難。
有人可能要說了,烏龜嘛,既然是爬行動物,還有這樣的外殼,肯定是恐龍、蜥蜴啥之類的后代變化而來的。事實上,以前確實有這樣的大膽假設(shè)。而且從時間線來看,烏龜經(jīng)歷過恐龍時期,興許不排除這種可能性。
但很快這種假說就隨著恐龍的生物分類逐漸給排除掉了,最終的證據(jù)表明,目前恐龍的后代只可能是鳥類這樣的生物??茖W(xué)家們必須要在另一條路上去推定龜?shù)钠鹪础?/p>
科學(xué)家還是把目光主要聚集在爬行動物身上,龜鱉目家族中的海龜吸引了科學(xué)家們的注意力。他們發(fā)現(xiàn)海龜和其他龜類不同,海龜為了在海洋里進行更好的游動以及適應(yīng)交配期長距離的游行。
海龜無法像其他龜類一樣將自己的四肢和頭部收縮在殼里,1914年,荷蘭動物學(xué)家簡·維斯路易斯提出了“真皮骨板”的概念,并將其稱之為“骨皮”。海龜?shù)?strong>龜殼與下方的肋骨融合,這種骨皮方式非常像二疊紀(jì)時期的布拉迪龍。
布拉迪龍作為爬行動物基礎(chǔ)類別的最后分支,其同類都有盾甲一樣的外皮分布,四肢粗壯,尾巴短小,四足直接立于身體下方。這和龜看起來有著非常相似的特征,然而科學(xué)家們又錯了。
這種解釋不足以證明龜?shù)倪M化,倒說明了作為爬行動物,布加迪龍這樣的副爬行類動物的生理構(gòu)造和其近親非洲真龍。因為對于布加迪龍的研究并沒有解釋龜?shù)睦吖鞘侨绾胃街谡麄€背部的骨質(zhì)皮板上。
另外,非洲真龍的脊椎結(jié)構(gòu)也僅僅只是和烏龜非常相似,而且還被誤認(rèn)為是海龜與其祖先之間進化的一個缺失環(huán)節(jié)。不過隨著時間推測越來越詳細(xì),烏龜?shù)难莼l(fā)展讓科學(xué)家們更加確定它是在恐龍時代開始發(fā)生重大變化的。
三疊紀(jì)晚期的化石數(shù)據(jù)顯示了一種原始龜,這種龜類的脊柱部分和現(xiàn)代龜類非常相似。完整的化石證據(jù)最早發(fā)現(xiàn)于德國的某處農(nóng)村,當(dāng)?shù)剞r(nóng)民在一個復(fù)合型結(jié)構(gòu)的地層中發(fā)現(xiàn)了這個化石。
科學(xué)家對這類化石進行了仔細(xì)研究后,可以確定,龜基本上就是在三疊紀(jì)晚期開始出現(xiàn),逐漸形成了一個較大的群體,其中不乏陸龜這些生物。
那么問題來了,海龜呢?難不成海龜不是烏龜?shù)囊粏T?其實科學(xué)家也很矛盾,為什么這些化石明明看起來類似,卻差別這么大,而且無論是從時間線上來看還是從生物演化的分支來看。它們應(yīng)該是一樣的啊,難道出生物演化體系出BUG了?
如果不把海龜這個問題給解釋清楚,可能對于龜類的研究還是錯的??茖W(xué)家開始仔細(xì)地研究起海龜這種龜類的骨骼和化石,他們推測海龜應(yīng)該也是羊膜動物里分支出來的一個物種。
從它的顳颥孔來看,海龜頭部骨骼有雙孔顳颥孔,這是它作為羊膜動物演化的一個重點證據(jù)。從進化時間線來看,海龜?shù)臅r間線早于其他羊膜動物,孔洞的開孔和變化,時間給了它充足的準(zhǔn)備時間。
羊膜動物的分支可就太大了,所以科學(xué)家不得不把整個龜鱉目劃分到一個基礎(chǔ)的爬行動物子類,使它更靠近鱷魚、蜥蜴這些動物。
成為一個合格的龜
從烏龜?shù)难芯繗v史開始,過去近100年的時間里都沒有人可以很好地把龜鱉目這種生物給詳細(xì)的劃分在它應(yīng)該所屬的位置。同時化石的缺失,證據(jù)的缺少,科學(xué)家獲得的零碎信息很難拼湊起一個完整的進化路線。
你說它是恐龍蜥蜴吧,有那么一點關(guān)系,要說它是爬行動物,那倒也是,但就是找不到同期爬行動物的演化證據(jù)。烏龜王八不分家的說法可能就是這個時候來的。
隨著科學(xué)技術(shù)的進步,生物研究能夠利用更多技術(shù)去模擬分析生物的演變歷史了。分子系統(tǒng)在生物學(xué)上有了興起后,基因測序這一強大功能在這方面發(fā)揮了重要作用。
科學(xué)家們在對現(xiàn)代龜類做了基因測序的相關(guān)對比后發(fā)現(xiàn),龜與鱷魚、鳥類挨得挺近。不過由于缺乏相關(guān)的化石證據(jù),這個分類雖然比以往更細(xì)致,但也使得在后續(xù)的基因測序?qū)Ρ确N使得龜鱉目在主龍類的子類中反復(fù)被修改。
不過也好在有了以上這些證明,烏龜家族總算大致確定在二疊紀(jì)至三疊紀(jì)期間,和恐龍有點關(guān)聯(lián),接下來就差化石證據(jù)了。直到2015年和2018年,羅氏祖龜和中國貴州出土的齒鱉。
這兩種龜類化石終于把缺失的演化拼圖給補上了,化石證據(jù)表明了龜鱉目在演化的過程中是如何一步步發(fā)展成今天的樣子,同時也解釋了為何海龜會和其他龜類不太一樣。
關(guān)于烏龜?shù)倪M化史也到此告了一段落,科學(xué)家們終于弄明白了龜?shù)难莼瘹v程。
王俊林
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