本
文
摘
要
蛇为什么那么长?
先说结论:从进化角度来说,体现的是对于环境的适应;从基因角度来说,是有利突变的累积和特殊基因的持续表达。
进化角度
模型1:它们变得长而细并失去四肢是由于对持续在土壤中挖掘的适应。(陆栖穴居说,接近于蚓蜥类,是一个挖掘者)
模型2:长而细的身体增进了蛇类在海里的蛇形游泳效率。(海洋类群起源说,即是蛇蜥类支系的一部分,可能与沧龙超科接近)
如果说是现代蛇类的祖先,那么模型1更有说服力。分子生物学证据(Vidal和Hedges在2004年和2009年的发现【Genealogy of scaly reptiles rewritten by new research】)与解剖学证据——头颅形态特征,证明了现代蛇的祖先是陆生穴居物种。
Vidal and Hedges collected and *** yzed the largest genetic data set ever assembled for the scaly reptiles known as squamates. The resulting family tree has revealed a number of surprising relationships. For example, "The overwhelming molecular-genetic evidence shows that the primitive-looking iguanian lizards are close relatives of two of the most advanced lineages, the snakes on the one hand and the monitor lizards and their relatives on the other," Vidal said.但是在白垩纪,确实存在两种并行的模型。陆生的纳氏蛇以及海相地层中发现的哈氏蛇和厚针龙就证明了这一点。
黑河纳氏蛇假想图纳氏蛇,模型1的进化角度。
哈氏蛇化石哈氏蛇,模型2的进化角度。
疑惑厚针龙假想图厚针龙,模型2的进化角度。
基因角度——Hox & Oct4
同源异型基因(Hox)的突变
Hox基因控制蛇类的整体伸长,通过增加触发体节生成的分子振荡器频率允许生成更多的脊椎骨。再举一个例子,人类的HOXD13基因倘若突变,会造成多指症。
蛇类的该基因突变后,对其进化角度所阐释的两个模型来说反而有利,因而经受住自然的选择,一代代遗传下来,逐渐累积使得整体伸长。
细胞多能性之门的打开(Oct4)
此外还有Oct4基因,这是一种广泛存在于脊椎动物体内的基因,用于调控躯干的发育。在人等哺乳动物当中,过量表达能诱导产生多能干细胞(iPS),造成组织增生(【Oct4--胚胎干细胞多能性的看门人】)。而蛇类的Oct4基因从它在卵中起比起其他脊椎动物来说就更为活跃,并且在蛇出生后仍持续作用,时间跨度上也超过了其他脊椎动物,甚至维持终生。这种现象被称之为蛇的无限增长(indeterminate growth)。
howstuffworks:Like people, snakes grow quickly until they reach maturity, which can take one to nine years; however, their growth, though much slowed after maturity, never stops. Its a phenomenon known as indeterminate growth. Depending on the species, snakes can live from four to more than 25 years.最后推荐阅读: