科学家|群蛇乱舞:恐龙灭绝后,地球变成了蛇吃到饱的“自助餐”!


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大约1.1亿年前 , 所有现有蛇类物种最可能的共同祖先在冈瓦纳大陆茂密的丛林中滑行 , 借着皎洁的月光追踪和捕食昆虫 。 然而演化至今 , 地球上现存蛇类大约有3921种 , 遍布除南极洲以外的地方 。 其中大约20%是在过去十年中刚刚被发现的 , 而且每年仍有数十种被发现 , 同时多样性方面也不输于哺乳动物 。
事实上 , 如果不是白垩纪末大灭绝 , 现在的地球可能没有任何蛇类 。 最近发表在《自然通讯》和《PLOS Biology》杂志上的两项研究表明 , 恐龙的灭绝改变了无肢爬行动物的游戏规则 , 早期的蛇类滑入新空置的生态位 , 并迅速进化出追逐各种猎物的能力 。
进化的关键驱动之一是灭绝!
尽管没有腿 , 蛇却擅长在各种栖息地生存——沙漠、森林、水生环境、树木、地下 , 它们的适应性非常强 。 运动方面 , 看似简单的蛇身却非常灵活:可以爬行、挖洞、攀爬、游泳 , 甚至还可以在空中滑翔 。
而长期以来 , 科学家一直怀疑蛇类是在白垩纪末大灭绝事件后幸存下来并多样化 , 但由于蛇化石记录的“碎片”太过稀少 , 所以关于蛇的进化之路仍存在很大谜团 。
由密歇根大学生物学家迈克尔·格伦德勒(Michael Grundler)团队觉得可以从蛇的饮食方向着手 , 于是团队根据对野生蛇的观察和解剖博物馆标本收集了超过34000份关于882个物种的饮食报告 , 结合现代蛇的遗传家谱并应用数学模型来重建蛇的祖先的饮食与时间的变化 。
结果模型显示 , 最早的蛇可能是以昆虫为食的夜行性爬行生物 。 在大灭绝之前 , 它们已经扩展了一点 , 开始捕食脊椎动物 。 然而在大灭绝之后 , 幸存的蛇类在前往新地点时很快改变了它们的饮食 。 一个特别引人注目的例子是食蜗蛇亚科(dipsadine) , 这是一个拥有 700 多种物种的亚科 。 它们抵达南美洲后 , 饮食多样性在相对较短的时间内就爆发了 , 很快进化成专门捕食蚯蚓、鱼、青蛙、蛞蝓、鳗鱼 , 甚至其他蛇的能力 。
同时毒液的出现 , 更是让蛇类雄心勃勃 。 相比一下 , 一些蛇群的进化要慢得多 。 比如盲蛇主要以蚂蚁和白蚁等群居昆虫为食 , 几千万年来依然保持类似的饮食习惯;东南亚钝头蛇亚科成员只吃蜗牛 , 下巴一侧的牙齿要比另一侧多 。
另外英国巴斯大学生物学家尼克·朗里奇( Nick Longrich)团队则将化石分析与分子数据测序相结合 , 观察现代和古代蛇之间的遗传差异 。
结果取得三个关键发现:
6600万年前的白垩纪末大灭绝事件中幸存下来的蛇谱系可能只有6个 。
白垩纪末大灭绝事件之后 , 幸存的蛇成功地开始分化为新的谱系——比如蟒蛇和毒蛇 , 而且扩展到新的地区 , 比如亚洲 。
白垩纪末大灭绝事件对于“塑造地球现存脊椎动物群”或地球上现代脊椎动物生命具有重要意义 。
蛇是如何在大灭绝后存活下来的?
【科学家|群蛇乱舞:恐龙灭绝后,地球变成了蛇吃到饱的“自助餐”!】进化是一种相对成功的游戏 。 即使大多数蛇类被消灭 , 与鸟臀目恐龙、蛇颈龙、翼龙和菊石相比 , 它们都 100% 灭绝 , 但蛇是赢家 , 毕竟99%灭绝也比100%灭绝要好得多 。 而蛇的生存部分归结于这样一个事实 , 即它们中的大部分时间都在洞穴中度过 。
一方面 , 蛇的身体又长又瘦 , 可以在地下洞穴中找到庇护所 。 在小行星撞击之后 , 地表可能不是一个安全的地方 。 尽管几乎没有强有力的证据证明更极端的火山爆发引发大规模的森林大火 , 但撞击后抛射物可能足以杀死留在地面的动物 。 如果是这样 , 洞穴可能已经为最初的撞击提供了庇护所 。
之后 , 喷入高层大气的尘埃会阻挡阳光到达地表 , 导致全球温度骤降 。 同样 , 在温度上升之前 , 在地下挖洞可以提供抵御寒冷的保护 。 一个例子:几乎不会被注意到的盲蛇 , 因为它们几乎一生都在地下度过大部分灭绝最严重的时期(请注意 , 许多其它穴居蜥蜴——至少是两栖类和双臂蜥的两个谱系 , 也在灭绝中幸存下来) 。