龟甲

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乌龟为何成了科学家们的噩梦堪称进化论 [复制链接]

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综述

经常看玄幻小说,或者是稍微了解一点中国古文化的人应该都知道“玄武”的赫赫威名。玄武又被叫做“玄冥”,具有龟和蛇的形态,被古人认为是四大神兽之一,掌管北方,也被看成是北方之神和水神。

并且由于古代的人们认为冥界处在北方,玄武也被认为可以向冥界问卜,在后世成为了道教所奉养的真武大帝,与之有着相同特征的乌龟因此被认为是玄武的人间化身,它的龟壳也被人们用来做占卜算卦的工具。

而因为玄武的地位和在风水中镇宅和招财的功效,乌龟也常常被人们饲养在家中,用来安家旺财。除此之外,乌龟的背甲和腹甲还被用来入药,主要用来治疗阴虚潮热、心虚健忘等病症。

那么乌龟是怎么进化出龟甲的呢,它在地球的历史上有过怎样的发展?事实上,科学家们在研究乌龟的进化历程中好几次头疼不已,这个中国古代的神兽曾一度成为了科学家们的“噩梦”。

乌龟

乌龟属于龟科、拟水龟属爬行动物,它有着一副龟甲,背甲和腹甲将它的身体给团团包裹,只留下了6个孔洞,以便它的四肢和头尾伸缩。乌龟是杂食性动物,什么都能吃,比如昆虫、鱼虾、瓜果、杂草种子等等,还十分抗饿,主要生活在水域附近,半水半栖,同时还是半陆地,白天一般泡在水里。

乌龟生活在地球的时间已经非常久了,差不多从三叠纪就存在于此,这也是地质史中的中生代最早的时代,距离现在大概是2亿万年到2亿年,处于二叠纪和侏罗纪中间,正好是裸子植物和爬行动物开始崛起的年代。

科学家们通过研究发现,乌龟的龟壳其实是它身体中的肋骨向外生长,将肩胛骨包裹起来,并且和脊椎骨融合形成了一体,这样可以充当一个保护壳的作用,当乌龟遇到危险的时候,就能够将外部的肢体缩入龟壳之中,以免受到天敌或者攻击者的伤害。

然而并不是所有的乌龟都能够伸缩四肢的,比如海龟,为了适应环境它选择了来到海洋生活,然而为了能在海洋当中很好地生存下去,它的龟壳也变得越来越扁,以便能减少阻力,保持在水中的游行速度,但也因此而失去了乌龟缩回壳中的作用。

科学家的发现

年,德国科学家发现了一种拥有着龟鳖目生物特征的远古生物化石,科学界将它认为是如今所有龟类动物的原始祖系。它与现代龟类没有特别多的区别,除了它无法将头缩回壳中,原颚龟背甲的周边还多了一圈骨板,骨板和鼻骨上都有齿状的小齿,牙齿消失,两颚成为了角质状的向前突出的喙。

中生代的原颚龟已经进化出了现代乌龟的形态,那么原颚龟又是从什么生物进化而来的呢?抱着这样的疑问,科学家们认为是一种生活在2.9亿年前的锯齿龙类进一步演化出原颚龟的。

这是因为早在二叠纪,当时爬行动物尚且还没有崛起,称霸地球的是利齿兽类,有着非常尖锐的獠牙,经常是靠这副“大钢牙”咬杀猎物。为了生存下去,比如花君龙就在背部生长出了由颈部蔓延到尾巴的盾片,靠着自身叠甲来与这些猎手“硬碰硬”。

同时,锯齿龙类是体型较大的四足动物,行走方式与乌龟很相似,体长大概有2.5米,腿如同大象腿一样粗壮。于是在上个世纪末,科学家们就以为乌龟的祖先是锯齿龙类的一种,是当时为了与牙齿尖锐的天敌做抗争才进化出了厚厚的龟甲,从而变成了原颚龟。

然而年,我国在贵州发现了半甲齿龟的化石,直接将原先科学家们的理论推翻。经过研究分析,这种新发现的生物比原颚龟还要早个大概万年,这时候的它们还没有背甲,只发展出来了腹甲,牙齿也没有退化,就像是一只尚且进化了一半的乌龟,这也是它的名字的由来,即“半个甲壳”和“有齿”。

如果按照先前科学家们的推演,乌龟的祖先是锯齿龙类,那么为了抵御天敌,应该是先进化出背甲,而非是腹甲。

并且锯齿龙类是草食类动物,牙齿是又短又粗的,就如同我们现在所看到的马牛羊的牙齿,而半甲齿龟的牙齿却很明显是细小而尖锐的长牙,显然是属于小型的食肉动物的牙齿。因此可以得出,锯齿龙类并非是乌龟的先祖。

为了继续研究乌龟的演化路径,科学家们找出了原本在20世纪初就发现的正南龟古化石。其实在早前正南龟已经被认为并非与现代龟有关联,并且将其划分为了副爬行动物的演化支,然而在年,种系发生学研究认为正南龟是现代乌龟的先祖。

正南龟大概是在南非的中二叠纪,距今大约有2.8亿年,它的背部脊椎数目较小,为了挖掘洞穴,它的肋骨明显变宽变厚,只是还没有演化出背甲和腹甲。但因为这些变化,正南龟的脊椎也变得更加僵硬,从而导致它难逃天敌的捕杀。于是为了生存,正南龟就开始“武装”自己,给自己叠甲。

而年德国发现了一种生活在2.4亿年前的龟类化石,科学家将其称为祖龟,虽然仍旧没有发展完全的龟甲,但是肋骨已经比正南龟还要宽广,腹部也形成了多块骨头构成的硬壁,有发展称为腹甲的趋势了。

也因此,科学家们推测乌龟的演化是从正南龟到祖龟,随后发展称为半甲齿龟,从而演化成初具现代乌龟的原颚龟的进化路线。

但是分子生物学家通过对爬行动物的基因进行研究分析以后,发现乌龟与鳄鱼、鸟类的祖先可能为同一种生物,并且具有着它们的一些特征。

更进一步的证据就是颞颥孔,为了增加咬合力,爬行动物的头骨上都会有一到两个颞颥孔,而乌龟是唯一没有颞颥孔的爬行动物。有人认为乌龟和鳄鱼的共同祖先是鳞龙超目生物,从水中的一支来到了陆地演化成为蜥形祖先,另外一支演化分成了无孔目和双孔目爬行动物。

又有人认为它们的始祖一开始就是双孔爬行动物,只是乌龟“离经叛道”,演化成为了无孔类。而这位祖先存在的时候,正南龟也存在着,因此正南龟并非是乌龟的祖先。

然而这些问题还没有理清,我国在年又发现了一种始喙龟化石,存在于祖龟与半甲齿龟中间,是与它们完全不同的、进化出了部分喙却无龟甲的形态。这也导致了乌龟的演化之路更加扑朔迷离,像是进化论的一个终极“BUG”,追摸不透,却更加惹人沉醉于其中的奥秘。

结论

生物的发展是如此的神秘且美妙,我们相信,随着未来更多关于古生物的化石出土,我们也能更加认识到乌龟的先祖,更加清楚它的演化脉络。

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