蛇的脚去哪儿了呢?它是怎么运动的?

蛇是没有脚的,画蛇添足这个典故,相信很多人都知道。那蛇为什么没有脚呢?为什么蛇没有脚还能行动自如呢?

自然界中很多动物都有四条腿,人的两条腿已经演化成手臂,鸟则演变成翅膀了。而蛇呢,四条腿都在演化的过程中退化掉了。蛇的行进方式最常见的是利用腹部与地面的摩擦,以“S”型的方式向前推进。

蛇是爬行动物,它的远古祖先肯定有腿。现在的蟒蛇体内仍然残存退化了的髋骨,这表明它们原来是有肢体的。

蛇类最早可能出现于1.7亿年前,在侏罗纪晚期开始走向繁荣。科学家在距今7000万年前的白垩纪地层中发现了古蛇类的化石,化石证据显示,这些古蛇类至少具有两条外显的后腿。而更早的侏罗纪的古蛇类甚至还有4条小短腿,但这些腿可能已经没有办法走路了。

蛇类的腿部之所以会缩短、消失,很可能与它们生活方式的改变有关。古蛇类很可能倾向于穴居生活,在这样的环境下,四肢反倒成了累赘。在大自然的选择下,那些具有修长四肢的家伙和它们的基因被逐渐筛选掉,于是蛇类的四肢开始退化消失。当它们返回地面时,已经找不回曾经发达、强壮的四肢了。

蛇虽然没有脚,可它却行动迅速,在陆生脊椎动物中堪称另类,部分蛇类还进化出了毒液,这使得它们在动物界的生存竞争中获得了极大的成功。除了南极洲以外,在世界各地都广泛分布。

由于没有脚,蛇的运动方式与其它脊椎动物不同,它们主要通过腹部与地面的摩擦来前行,依靠“S”形的身法,在地面游走。为此,蛇的身体变得细长,它们的脊椎有将近500块椎骨,是世界上最灵活的动物之一。不管草丛树杈,还是地沟砖缝,蛇都能挤进去,这让蛇类的逃生和捕猎本领大大增强。

此外,在陆地上,像森蚺等大型蛇类,由于体型粗大,它们只能利用腹部的鳞片采取直线“几”字形方式向前行进,这种行进方式与毛毛虫爬行的方式很相像。

蛇和蜥蜴的亲缘关系很近,是从蜥蜴主干上演化出来的一个分支。科学家从基因的层面来解读了蛇失去四肢的原因,发现了被自然选择作用过的基因。

科学家在动物体内发现了一个被称为“ZRS”的DNA序列,它能够影响动物四肢的发育。不同物种的ZRS序列各有不同。对比发现,在蟒和蚺这类具有后肢残存痕迹的蛇类中,ZRS的核心序列与四脚蜥蜴的相似度较高,而其它蛇类则相反,甚至已经完全丧失了核心序列。

科学家利用基因编辑技术将小白鼠的ZRS序列移除掉,然后用蛇类的ZRS进行替换,结果发现,小鼠的四肢不能发育了。这说明,ZRS序列确实具有决定动物四肢发育的功能。

那么将这一小截DNA序列补回去,蛇的四肢能重新回来吗?科学家认为,将ZRS移植给蛇,蛇并不能长出四肢来。因为,在漫长的生物演化史中,发生变化的基因肯定不止一个,ZRS只是其中起主要作用的基因片段。