蛇为啥会把四肢进化没了？

蛇没有四肢

却能游走自如、无比灵活

无论是细细的小蛇还是粗壮的蟒蛇

都能吞下比自己体形大很多的猎物

蛇又“聋”又“瞎”

是怎么感知周围环境的？

......

蛇身上有太多谜团

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蛇类的漫长演化之路

“是时公督数边兵，威振东南，介胄之事，膝语蛇行，不敢举头。”——明·《徐文长传》

膝语蛇行是指跪着说话、像蛇一样伏地爬行，形容极其畏服的样子。这一成语生动地借用了蛇的运动方式，也和我们对包括蛇在内的爬行动物命名有异曲同工之妙。

爬行动物是脊椎动物亚门爬行纲所辖动物，由于这类动物运动时采用腹部着地，四肢向外侧延伸而匍匐前进的典型爬行方式，故得名。

尽管没有向外延伸的四肢，蛇类在分类上也属于爬行动物纲。南京古生物博物馆展陈部主管贺一鸣介绍，人们一般说的蛇是指蛇亚目动物，属于爬行动物纲下的鳞龙目。鳞龙目包含我们现在熟悉的蜥蜴、蛇等动物。如果探究起源演化，现代蛇亚目和它们的祖先等可以被归入“泛蛇类”一并追溯。

简单来讲，“泛蛇类”是一群长得非常像蛇的蜥蜴。现在普遍推测，蛇类是从蜥蜴类演化而来的，二者的亲缘关系非常相近。远古发现的蛇类主要生活在海洋、沼泽、森林等环境中，与现代蛇类的生存环境非常相似。

蛇类的物种多样性很高，目前全球共有蛇类4038种，分别隶属于35科700余属。蛇类的分布范围极广，除南极洲外的其他大陆与海洋均有分布。蛇类具有如此之高的多样性与广阔的分布范围，说明它们是一类演化极为成功的类群，但能够发展至今，蛇类的演化之路可谓是筚路蓝缕。

蛇类起源于1.2亿年前的白垩纪早期，其祖先曾在白垩纪时期与恐龙共同生存。尽管起源古老，但早期蛇类却恨生不逢时。

彼时，恐龙在多种生态位上存在压制，蛇类在当时只能找个地缝钻进去营穴居生活而勉强度日，并未形成较高的多样性。直到发生在6600万年前白垩纪-古近纪的大灭绝事件使恐龙时代落下帷幕，蛇类才抓住了时机迅速发展，物种多样性得以迅速攀升。

而后，古新世新热带地区大气层中二氧化碳浓度很高，在一定温度下，变温动物的最大体形受代谢率限制，因此蛇类的平均和最大体长都有所增加。“明星蛇”泰坦蚺就是这一时期的产物，泰坦蚺也是迄今为止体形最大的蛇类，蛇体估计总长可达13米，体重超过一吨。

不仅如此，现生蛇类多样性的代表类群——占到现生蛇类总数80%以上的真蛇下目也是在恐龙灭绝之后才开始辐射进化，短时间内形成了大量的类群，毒蛇类群也开始出现。所以，纵贯蛇类的演化历史，真蛇下目算得上是砌墙的砖头，后来居上。

那么，与四足俱全的“祖先”蜥蜴相比，蛇类“丢掉”了四肢，这又是为何？

蛇类的四肢是逐渐丢失的

蛇类的四肢丢失是一个复杂而漫长的演化过程。目前的主流观点认为，这一变化是为了适应地下生活，使得蛇类能够在地下钻洞，更好地捕食和逃避天敌。

随着科研的进步，古生物学家已陆续发现具有后肢的蛇类化石，目前越来越多的化石证据已表明蛇类的四肢在演化中经历了逐渐丢失的过程。2015年科学家们又在巴西发现了早白垩纪时期具小巧而完整四肢的蛇类，在捕食或交配过程中，四肢可能起到抓握作用。

由此可见蛇类的祖先也是比较爱惜身体的，四肢缺失的过程并不是由于哪一代蛇一蹴而就，而是世世代代“深思熟虑”才“决定”下来的。而这种有四肢的祖先蛇类的学名被命名为Tetrapodophis，意思是有四条腿的

具四肢的蛇类化石物种Tetrapodophis amplectus

中国科学院动物研究所博士后史静耸介绍，早期蛇类的穴居生活往往要求生物具备更为灵活的身体和更强的环境适应能力，以适应狭小、复杂且多变的空间环境。这种选择压力可能促使了蛇类祖先在身体结构上发生一系列适应性变化，如身体变得更为细长、脊椎更加灵活、内耳与听觉和平衡相关的结构变得更为发达等。

其次，穴居环境可能减少了四肢在移动和捕食中的必要性，从而加速了四肢退化的过程。“在很多早期蛇类化石中，我们可以看到短小的前后肢的存在，即使在现生的蟒蛇类中也存在一个后腿的残余。”

虽然蛇类四肢缺失的形态演化的历史已经渐渐清楚，但是这一现象背后的遗传因素仍然未知。此前研究发现蛇类的SHH基因增强子（ZRS）特异性缺失了17个碱基长度

在2023年的一项研究中，中国科学院成都生物研究所李家堂团队基于大规模多组学技术与基因编辑等研究手段，全面揭示了蛇类起源及特殊表型演化的遗传机制。相关论文发表于国际期刊《Cell》。

本次论文的研究团队发现，蛇类中与前后肢发育、胚胎指形成等相关遗传信息发生了多个重要改变。其中PTCH1蛋白特异性缺失了三个氨基酸残基，表明编码基因突变和结构变异也可能是导致蛇肢体丧失的原因。因此，蛇类四肢缺失的谜题也正被逐渐破译。