蛇类的演化之相应器官的“退化”与进化
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蛇的特点是什么及生活习性蛇的特点是什么及生活习性蛇是四肢退化的爬行动物的总称,属于爬行纲蛇目。
正如所有爬行类一样,蛇类全身布满鳞片。
下面是店铺给大家整理的蛇的特点及生活习性,希望能帮到大家!蛇的特点是什么及生活习性1蛇的特点蛇的行走千姿百态,或直线行走或蜿蜒曲折而前进,这是由蛇的结构所决定的。
蛇全身分头、躯干及尾三部分。
头与躯干之间为颈部,界限不很明显,躯干与尾部以泄殖肛孔为界。
蛇没有四肢,全身被鳞片遮盖,有保护肤体的作用。
蛇分为有毒蛇和无毒蛇,无毒蛇头部一般呈圆锥状,前端细而后端粗;有毒蛇呈三角形状;蛇的躯干部呈长筒状;蛇的尾部为肛门以后的部位。
蛇的内部结构分为:皮肤系统、骨骼系统、肌肉系统、呼吸系统、消化系统、泄殖系统、神经系统、感觉器官和染色体等十大部分。
蛇的呼吸:蛇的呼吸器官为肺。
蛇类无瞬膜、泪腺和活动性眼睑;无鼓膜,鼓室萎缩,耳咽管消失;内耳的卵圆窗和方骨之间由耳柱骨相接;无颞窝(但它是双颞窝类的后代,蛇颅骨由于大量膜骨退化或消失,已无双颞窝的痕迹);带骨和胸骨退化;椎体前凹型;除寰椎和尾椎外,其余椎骨都附有可动肋骨;成对的内脏器官因体形影响,使其左右对称变为前后交错或只保留一侧(蟒蛇有成对的肺);无膀胱蛇是爬行动物,是由于它有特殊的运动方式:一种是蜿蜒运动,所有的蛇都能以这种方式向前爬行。
爬行时,蛇体在地面上作水平波状弯曲,使弯曲处的后边施力于粗糙的地面上,由地面的反作用力推动蛇体前进,如果把蛇放在平滑的玻璃板上,那它就寸步难行,无法以这种方式爬行了,当然,不必因此为蛇担忧,因为在自然界是不会有像玻璃那样光滑的地面的。
第二种是履带式运动,蛇没有胸骨,它的肋骨可以前后自由移动,肋骨与腹鳞之间有肋皮肌相连。
当肋皮肌收缩时,肋骨便向前移动,这就带动宽大的腹鳞依次竖立,即稍稍翘起,翘起的腹鳞就像踩着地面那样,但这时只是腹鳞动而蛇身没有动,接着肋皮肌放松,腹鳞的后缘就施力于粗糙的地面,靠反作用把蛇体推向前方,这种运动方式产生的效果是使蛇身直线向前爬行,就像坦克那样。
揭秘蛇的进化作者:葛兴芳来源:《大自然探索》2015年第01期到目前为止,世界上蛇约有3400种,除了寒冷的南极北极,它们几乎遍布在世界的任何一个地方。
尽管每当提到蛇,人们就会不由得紧张,即使是生物学家也会心跳加快……但是,仍有一些研究者对它们乐此不疲,津津乐道。
因为它们是地球上进化最为奇特的脊椎动物。
身体的变化蛇的进化方式非常奇特,最显著的特点是四肢在进化过程中退化,从而形成了细长而光滑的躯体。
除此之外,它们的身体内部也发生了不寻常的变化。
内部器官最大程度地减少和减轻,没有膀胱,左侧脏器较右侧的小,左肺明显缩小甚至缺失。
不仅如此,它们还进化出了一个神奇的热量感知器官和动物界最复杂的毒液系统,并且相比较其他哺乳动物,它们的能量代谢系统在分子水平就发生了改变,可以更灵活地大幅度地调节身体的代谢。
蛇类科学家们认为,在进化上,蛇就像是一种经过重新设计的生物。
近年来,研究人员首次完成了对两种蛇的基因组测序,于是得以追踪蛇的进化历程。
蛇类的进化开始于距今1亿年前,可能与蜥蜴类的爬行动物类似。
然而,生物学家对于蛇最初是由什么生物进化而来的至今尚无统一定论。
有人认为蛇起源于海洋爬行动物——沧龙;更主流的观点认为,许多证据证实蛇的祖先来自于陆地。
目前科学界的主要观点认为,蛇是从以巨蜥和毒蜥为代表的蜥蜴类群进化而来的。
由于最终进化成蛇的那部分蜥蜴在当时穴居在地下洞穴或草丛里,并以昆虫为食,因此,在随后的进化过程中,它们的四肢逐渐退化,躯体变长。
现在科学家发现的原始蛇,也被称为盲蛇,它们残存的眼睛根本没有视力,只能在地下以白蚁和蚂蚁为食。
这一发现支持了科学界的关于“最早的蛇在地下穴居生活”的假说。
然而,尽管蛇在进化过程中身体发生了很大变化,但它们的基因却很少会发生突变或缺失。
科学家们发现,即使在胚胎期,蛇控制四肢生成的基因仍然是活跃的,但是它们体内的细胞会选择忽略掉这些信号,从而导致这些基因不表达。
同时,蛇的脊椎会以一个难以置信的速度快速发育,某些种类的蛇其椎骨甚至可多达500多块。
蛇类科普知识我国的蛇分布广泛,种类丰富,截至2012年6月的统计,中国蛇类总数约为240多种。
1、蛇的身体结构蛇全成分头、躯干及尾三部分。
头与躯干之间为颈部,界线不分明,躯干与尾部以泄殖肛孔为界。
蛇没有四肢,全身被鳞片。
1.头部普通无毒蛇呈圆锥状,吻端细然后端粗。
但大多数的毒蛇蛇头后部特殊宽大,呈三角形。
口腔内上颌骨和齿骨具有一对或数对齿,毒蛇的上颌齿往往特化,蝰蛇科毒蛇上颌齿呈中空管状,叫做管牙;眼镜蛇的毒牙侧面具沟,叫做沟牙。
2.躯干部呈长筒状,有鳞片掩盖。
背部鳞片较小,呈六角形或圆形,有些光滑,有些粗糙有棱,这是区分毒蛇和无毒蛇的一个重要特征。
腹部鳞片扁平,横向排列。
躯干后端的腹面具有一条裂痕,这就是肛门。
3.尾部肛门以后的部位为尾部。
尾部自前端向后端逐步变小。
雄蛇的尾部内侧有一对交配器,叫做半阴茎,平时收于尾部内侧,交配期间翻出体外,可见角质刺状突起,是蛇类分类学重要特征。
2、毒蛇与无毒蛇的区别方法毒蛇和无毒蛇的区分无毒蛇一般头原形,,体型细长,体色较为灰暗,爬行速度快,皮肤一般具光泽。
毒蛇根据毒牙的结构可分为三大类:毒蛇根据分类学也可分为三大类:为管牙毒蛇(蝰蛇科下属蝰亚科和蝮亚科蛇类),前沟牙毒蛇(眼镜蛇科中的眼镜蛇亚科,环蛇亚科,海蛇亚科)和后沟牙毒蛇(以游蛇科的水蛇属,林蛇属为主)其中,前两种毒蛇毒性较强,后沟牙毒蛇毒性较弱。
毒蛇的毒性根据毒理的不同可分为神经毒(环蛇属),血液毒(蝰蛇、烙铁头蛇等)和混合毒(蝮蛇、眼镜蛇、眼镜王蛇等)。
剧毒蛇的外部形态特征如下蝰科毒蛇:1、一般头部为明显的三角形,颈细,头颈形似尖锹;2、瞳孔纵裂,形似猫眼;3、体色灰暗,皮肤无光泽;4、自肛门后,尾部骤然变细;5、接近时往往盘成一盘,尾部震动敲打地面做出声响;爬行速度较为缓慢。
6、一些种类激怒时会发出喷气声(蝰蛇、尖吻蝮)。
眼镜蛇科毒蛇:眼镜蛇亚科1、头部为原形,颈部粗,个别种类颈部会张开作扁平状,背面呈现眼镜状(舟山眼镜蛇)、圆圈(孟加拉眼镜蛇)或“^”形(眼镜蛇)斑纹;2、眼小,黑色,瞳孔圆形;3、体色褐色至黑色,带白色至黄色横纹/斜纹。
「蛇类科普知识」从蛇的形态到结构以及⽣理特性弱点科学了解蛇⼀、外部形态蛇全⾝分头、躯⼲及尾三部分。
头与躯⼲之间为颈部,界限不很明显,躯⼲与尾部以泄殖肛孔为界。
蛇没有四肢,全⾝被鳞⽚遮盖,有保护肤体的作⽤。
1.头部⼀般⽆毒蛇呈圆锥状,吻端细⽽后端粗。
但⼤多数的毒蛇蛇头后部特别宽⼤,背⾯像三⾓形,这是有毒蛇和⽆毒蛇在外形上的最⼤区别点。
头部两侧有⼀对眼,覆盖着⼀层透明膜,没有上下眼帘,眼睛不能闭合。
蛇的视⼒很微弱,不能看见远的物体,只能对较近的物体看得清楚。
蛇的听觉器官--⽿朵的结构也很简单,只有内⽿,没有外⽿及⿎膜结构,所以听觉是⼗分迟钝的。
眼的前⽅有⼀对⿐孔,是呼吸空⽓的门户,但它不是嗅觉的主要器官。
嗅觉主要依靠⼝腔顶部的⼀对凹状'锄⿐器'。
有些毒蛇在眼和⿐孔之间还有⼀个陷窝组织,⼜称颊窝,它是'热位测定器',是调节蛇体温度的装置。
蛇的嘴巴张得很⼤,上下颌能张开到130度⾓,因此能把⽐它头部⼤好⼏倍的动物吞下。
同时在上下颌⾻和腭⾻上,还⽣长着两排或四排尖细的实⼼⽛,有防御外敌侵袭和捕捉⾷物的作⽤。
毒蛇除有实⼼⽛外,还有⼀对或数对⼜长⼜粗的⽛齿,长在上颌⾻的前端或后端。
这种⽛是毒⽛,有的呈管状,叫做管⽛;有的如⽔沟状,叫沟⽛。
2.躯⼲部呈长筒状,有鳞⽚覆盖。
没有四肢,但是蛇没有脚怎能⾏⾛呢,是由于蛇在粗糙的地⾯上作⼀连串的波浪状弯曲,体侧不断向地⾯施加压⼒,由于地表的反作⽤⼒关系,所以能推动蛇体向前前进。
躯体较粗的蛇,常常采取直线运动⽅式爬⾏。
这类蛇的特点是腺鳞与其下⽅的组织之间较疏松,由于肋⾻与腹鳞间的肋⽪肌有节奏的收缩,使宽⼤的腹鳞依次竖⽴于地⾯,于是蛇体就能不停地呈⼀直线向前运动。
⼀般蛇类,躯⼲上的背部鳞⽚较⼩,呈六⾓形或圆形,躯⼲后端的腹⾯具有⼀条裂缝,这就是肛门。
3.尾部肛门以后的部位为尾部。
尾部⾃前端向后端逐渐变⼩。
雄蛇的尾部粗⽽短,其中有⼀对交接器,但雌蛇的尾部骤然变细,这是区分雌蛇和雄蛇的主要区别点之⼀。
蛇的生殖系统和生殖周期
(1)雌蛇生殖系统
包括卵巢、输卵管和嗅腺。
卵巢位于肾的前方,左右不对称,左侧在后右侧在前,右侧卵巢比左侧卵巢长。
卵巢内含有大小不等的卵球。
繁殖季节还可以见到输卵管中有大型的孕卵(黄色)。
卵巢前方对着输卵管的喇叭口,输卵管末端开口于尿殖肛腔的前部背壁,输卵管由前至后管壁与管径逐渐增厚加大。
一对嗅腺位于尾基部,呈长囊状,开口于尿殖肛腔后外缘。
在交配季节可分泌具特殊气味的物质,以招引雄蛇。
(2)雄蛇生殖系统
包括睾丸、附睾、输精管、交接器(半阴茎)和嗅腺。
睾丸、附睾与输精管相通。
输精管是1对细长弯曲的管道,开口于尿殖肛腔背壁,不与交接器相通。
交接器1对,位于尾基部,呈囊状,外表平滑,颜色与肌肉相同,囊内具有萼片和许多角度棘状构造,槽沟明显。
交尾时外翻交接囊插入雌蛇尿殖肛腔,棘和萼片可起固定作用。
交尾时间长短不等,并通过槽沟输导精液。
嗅腺与雌蛇的嗅腺形状、机能和位置相似,但无雌蛇的发达。
2.生殖周期
蛇类雌性生殖周期有两种类型:1年1次的和2年1次的。
2年1次的多是分布在寒冷地区的种群。
但不是一成不变的,同一种类的蛇因所处纬度不同、海拔高度不同,生殖周期有差异。
在人工饲养条件下,可根据这一特性,结合加温养蛇技术,合理组织种蛇生产,尽量实现1年繁殖1次。
蛇是怎么进化而来的
今天我们来分享一下蛇的进化历程,蛇在地球上的出现比人要早得多,大概30多亿年以前,地面上开始有了最原始的生物,经过长期的进化,生物种类从简单到复杂,从低级到高级,从水生到陆生,到了距今大约3.4亿年前后,出现了真正的陆生脊椎动物,这就是爬行动物。
随着时间的推移,这类动物越来越多,种类和数量都达到了最高峰。
天上、水里、地面都有他们的活动,其中恐龙非常繁盛,角龙、鸭嘴龙、剑龙、霸王龙等等形形色色的龙到处都是,这是爬行动物的黄金时代。
在这个时期里,兽类和鸟类的祖先也先后从爬行动物的原始种类中演变出来,鳖、鳄、蜥蜴的老祖宗也诞生了。
蛇和蜥蜴的亲缘关系最为密切,他们是近亲,蛇是从蜥蜴变来的。
在蜥蜴的原始种类里面,有一部分在漫长的进化过程中,适应了新的环境,四肢逐渐退化,形成了一些新的特征,变
成了蛇,另有一部分虽然四肢没有了。
但由于没有具备蛇的特点,到现在仍然是蜥蜴,例如贵州产的脆蛇蜥和细蛇蜥就是这一类没有足的蜥蜴。
所以蛇是爬行动物中最年轻的一个分支,也是最后登上生命舞台的适应性很强的爬行动物。
最早的蛇类化石发现在白垩纪初期的地层里,离现在大约有1.3亿年,实际上蛇的出现比这还要早些。
据推测,在距今1.5亿年前的侏罗纪,大概就已经有蛇了。
毒蛇的出现要晚得多,他是从无毒蛇进化而成的,出现的时间不会早于2700万年。
进化的大赢家—蛇这个世界上,倘若叫人说出一种最让人害怕的动物,许多人会不约而同地提到蛇。
的确,蛇或许是地球上最奇特、最吓人的脊椎动物:它们的身体像一根软管,四肢全无;它们能吞下体重数十倍于自己的动物;毒蛇还能喷吐致命的毒液。
可是,相比这些,蛇类体内的变化才真正的不同凡响:它们削减了内脏器官—去掉了一个肺,肝也只剩下一叶;它们进化出新颖的热感应器官;它们可以调整新陈代谢速率,幅度之大超过任何一种脊椎动物;它们制造毒液的系统,其复杂程度居所有动物之首。
我们通常说,进化是原有基础上的点滴改造,不是推倒重来,可是蛇就像是一种“推倒重来”的物种。
蛇类为何如此独特?制造这些武器的“作坊”在哪里?近年来,随着人们首次完成对两种蛇的基因组测序,这些秘密正被解开。
选择正确成大赢家蛇类进化的故事始于1亿多年前。
主流观点认为,蛇类祖先和现生的巨蜥以及大毒蜥为同一类爬行动物。
为什么这一类群中的某些成员会失去四肢,拉长身体呢?很可能是为了在地下洞穴或是缠绕纠结的草丛中追捕昆虫。
确实,现在发现的最原始的蛇类仍然生活在地下,以蚂蚁和白蚁为食。
这种蛇因眼睛退化而得名盲蛇。
说来也怪,蛇类演化出细长的蛇身其实并没有经过多少基因变异。
科学家发现,命令“这里要长腿”的基因在蛇类胚胎中依然具有活性,只是它发出的信号没有被该长四肢处的细胞执行,于是腿就无法形成。
蛇类胚胎发育期间,脊椎生长得极快,由此得到细长的蛇身。
它们的脊椎骨要比其他动物多得多,在有些种类中甚至高达500多块。
如果生活于地下的盲蛇确是最早的蛇类,那么后来蛇类还是爬到地面来活动了。
事实证明,这个选择非常正确。
尽管地面的生存竞争更为激烈,但是蛇类化压力为动力,“研制”的秘密武器反倒让它们变成了大赢家。
现今大概有 3400种蛇,分布范围遍及世界各地,只有寒冷的两极地区除外。
蛇类的多样性和分布范围都是其他许多动物望尘莫及的。
匪夷所思的调节代谢本领蛇类祖先重返地面之后获得的生存秘笈,真可让蛇们如数家珍。
1亿年前,蛇的祖先独立进化26次,只为失去双腿在自然界中,蛇类生物一直都是很特别的存在。
虽然是爬行动物,不过,蛇却没有四肢,只有光溜溜的躯干,依靠着它前行。
不过,虽然没有四肢,但是,蛇却仍然非常灵活,而且它们也是自然界中天生的“捕猎手”,包括它们对于外界环境的感知能力更是非常惊人,这也让蛇类生物,成为了地球上最成功的的进化者之一,可以说,地球绝大多数的地方,都可以看到它们的身影,甚至就连海洋中,也有海蛇的存在。
在过去,科学家们也不曾怀疑过蛇类生物的祖先,是否拥有过四肢,因为在此前的化石考证中,找到的所有距今数千万年前历史的蛇类化石,它们都没有四肢。
一直到2011年,考古发现了一个距今大约9500万年前的蛇类化石,在它的身上,竟然长着一对后肢,虽然只有2厘米长,而且看起来已经近乎于完全退化了,但是,这仍然表明,早期的蛇类生物,是有四肢的,那么,后来为何它们放弃了四肢呢?蛇类祖先的演化之谜从陆生动物起源的角度来看,事实上蛇类生物的祖先和人类,以及其它陆生动物的祖先一样,都是起源于大约3.97亿年前爬上岸的原始鱼类,简单来说,就是某种,或者是多种原始硬骨鱼类,进化成了陆地上最早的一批四足脊椎动物。
在随后的演化中,这些最早的四足脊椎动物,又分别演化成了两栖动物、爬行动物、鸟类以及哺乳动物,而蛇的祖先就是属于爬行动物的一种。
通过现在的化石考证来看,地球上早期的蛇类和蜥蜴相似度极高,只不过后来因为一些原因,导致早期蛇类放弃了自己的四肢,从时间上来看,这个过程至少从一亿年前就开始了。
目前已知的最早的蛇类动物化石,大约来自于1.67亿年前,从时间上来看,是起源于侏罗纪时期,也就是说,蛇类动物的演化,是与恐龙同期的。
一直到大约9000万年前,从这个时候开始,后来发现的所有蛇类动物化石,都已经失去了四肢,已经完全变成了我们熟悉的,光溜溜的模样。
研究认为,大约是从1.13亿年前,早期蛇类选择放弃了四肢,因为这种进化的过程是非常特立独行的,所以,仅仅是为了拥有现在的身体结构,早期蛇类在至少2000万年的时间里,独立进化了26次以上,才终于变成了今天的样子。
蛇类生物的进化历程
蛇类是一类生活在地球上的爬行动物,具有特殊的身体结构和生态适应能力。
它们在漫长的进化历程中,经历了许多适应环境变化的改变和进化。
本文将从蛇类的起源、身体结构、行为习性和种群分布等方面来探讨蛇类生物的进化历程。
起源
蛇类生物起源于约1.8亿年前的中生代,它们最早是从有四肢的蜥蜴类动物演化而来。
由于适应环境的需要,经过数百万年的进化,蛇类逐渐失去了四肢,并发展出了特殊的身体结构和生活方式。
身体结构的进化
蛇类的身体结构是它们进化历程中最显著的特征之一。
为了适应在地下和树枝之间的生活环境,蛇类逐渐减少了身体的重量,身体变得更加细长灵活。
此外,它们的头部也变得扁平,并发展出独特的颚部结构,能够扩张并适应吞食较大的猎物。
行为习性的进化
蛇类的进化还表现在它们的行为习性上。
为了更好地捕食和逃避天敌,蛇类逐渐发展出了潜伏、伪装和快速攻击等独特的行为特征。
有些蛇类具有特殊的独特毒液,能够在捕食和自卫时起到重要的作用。
种群分布的进化
蛇类生物广泛分布于世界各地,适应了多样化的环境条件。
它们能够生活在从沙漠到雨林、从高山到海洋等各种地理环境中。
通过进化适应,蛇类生物分化出了数百个物种,形成了不同的物种和种群。
结语
蛇类生物作为地球上特殊而神秘的生物群体,其进化历程是生物学研究的重要领域之一。
通过对蛇类生物起源、身体结构、行为习性和种群分布的研究,我们可以更好地了解和保护这些生物。
希望未来的研究能够揭示更多关于蛇类生物进化的奥秘,进一步促进生物学科的发展。
蛇类的演化之相应器官的“退化”与进化By yux摘要:总体上讲,为了适应环境和生活习性的改变,蛇类的演化是一个“退化”的过程,其内脏器官的退行性变化是最为显著的变化之一.这也是蛇类演化的特殊之处.而伴随着某些器官的“退化”,蛇类发展了部分器官的进化作为补偿.关键词:退行性变化;器官进化;补偿纵观蛇类进化史,蛇类的演化是一个“退化”的过程:无论从外表还是内部的组织、器官都有着不同程度的退化消失现象.最为显著的变化当然是其四肢的缺失以及内脏器官的退行性变化.而对于一些形态结构方面的缺失造成的功能缺失,蛇类也发展了相应器官的进化作为补偿.需要注意的是,我们总是将那些外部形态上变小甚至消失的过程视为一种退化过程.这里所谓的退化并不是指系统发生上的倒退,而往往是指一种形态结构变小、消失或简单化的过程.我们所说的演化, 是一个生物类群进化的过程,而进化本身强调的就是一种对于周围环境的适应并非形态结构的复杂化.蛇类在一些形态结构方面的缺失也不应该从进步或后退的角度看,更明确的说这是一种适应周围环境而产生的变化.在化石资料缺少的情况下,研究蛇类的演化主要是通过对现生蛇类形态结构以及它们对环境的适应性进行分析,从而探讨蛇类的起源和进化过程.这也对蛇类部分器官的“退化”与进化方面的研究带来了阻碍,部分研究成果仅停留在理论角度,无法深入实践证明.1 部分器官的“退化”蛇类身体上发生退化的不仅仅是四肢,其内部的一些器官也在长期的进化过程中发生了变化,另一些退化消失,这些与蛇类生活的环境所造就的其独特的体形有关.原始蜥蜴进化成蛇,身体直径缩小了,在长度上有一个很大的补偿性增长,这一点对于其内部的器官排列既有利又有弊.细长的身体有利于消化道的存在,直接贯穿身体的消化道具有相当的长度,从而具有了足够的消化面积;消化道不具有折叠,否则食物在消化道内将无法运动.1.1 内脏器官的“退化”蛇类细长的身体不利于除消化系统以外的其他器官尤其是成对出现的器官的存在.这些成对的器官往往合二为一;或者其中一个退化消失,另一保留下来;或将左右对称排列改为前后交错排列,总之就是在不影响功能的情况下尽量将各器官容纳于狭小的细长体腔中.如蛇的肝脏伸长,而体积较大的胆囊不是包裹于肝脏中, 而是位于肝脏后部.心脏位于头至肛门前三分之一处,细长的身体对它的影响并不大。
养蛇知识蛇类的起源和分类(一)蛇类在自然界的位置蛇类在动物界中的位置是:脊索动物门脊椎动物亚门爬行纲有鳞亚纲蛇目我们从蛇在动物界中的位置,可以了解蛇与其他动物之间的亲缘关系。
蛇属于脊椎动物亚门,它与同属于本亚门的其他各纲动物亲缘关系较近。
在脊椎动物亚门内,蛇与龟、鳄、楔齿蜥和蜥蝎同属于爬行纲,它与这些动物的关系较为密切,而与其余各纲的关系较为疏远。
在爬行纲范围内,蛇目与蜥蜴目同属于有鳞亚纲,因此,蛇与蜥蜴的亲缘关系最为密切。
(二)蛇类的进化过程原始的脊椎动物,是生活在水中的动物。
低等的圆口和鱼纲,仍然保持着祖先的水生生活方式。
在距今2亿8千万年前的泥盆纪,由古代总鳍鱼类登陆演化形成的两栖纲,是脊椎动物由水生到陆生的过渡类型。
为什么说它们是过渡类型呢?因为这些最初由水中登陆的动物,还不能完全适应陆地生活。
这主要反映在两个方面:一是成体的皮肤裸露湿润,必须经常回到水里去或生活在潮湿地方;二是体外受精,在水内产卵,在水内发育,有一个在水中生活的幼体阶段。
主要由于这两方面的原因,两栖纲还没有能够彻底摆脱对水环境的依赖。
大概在2亿3千万年前的上石炭纪开始出现的爬行纲动物,是由古代两栖纲的一支演化形成的。
它们较完善地克服了由水到陆环境转变带来的矛盾,所以是真正的陆生脊椎动物。
而爬行纲的进一步演化,则产生了哺乳纲和鸟纲。
爬行纲作为真正的陆生脊椎动物,主要表现在两方面:一方面皮肤表层角质化,形成鳞片(蜥蜴目和蛇目)或者角质盾片(龟类),因而能够减少蒸发,以保持体内必需的水分。
另一方面有交接器,体内受精;产卵于陆上,有坚韧卵壳;在发育过程中有胎膜(羊膜、尿囊及卵黄囊、),保证胚胎在自备的水环境(羊水)中发育;卵黄多,卵内的营养物质足够供其能够直接发育成与成年动物相似的下一代,不需经过一个水中生活的幼体阶段。
正因为这样,爬行纲动物才彻底摆脱了对水环境的依赖,成为完全适应陆地生活的脊椎动物。
爬行纲出现后,由于形态结构的优越性,得到了迅速的发展。
蛇类的演化蛇是爬行动物中最后进化出来的一支,它们的四肢完全退化消失,但是全身的骨骼和肌肉却发展得能灵活地游动。
现存已知蛇类约有三千种,分为无毒蛇和有毒蛇两大类,生活于山地、草原、河流、森林、荒漠及海洋中。
蛇类起源于何种动物,由于缺少化石证据至今仍是一个谜。
最早的蛇出现于1亿年前的白垩纪。
过去一般认为蛇起源于陆生穴居蜥蜴,因为它们之间有相似之处。
现在的一些穴居石龙子的四肢已退化,以便适应穴居生活,而蛇蜥的四肢则完全消失,其行为也与蛇相似。
然而在耶路撒冷发现的一块蛇类化石改变了这种观点。
这种被命名为后蛇(又称双脚古蛇)的蛇,生存于1亿年前,化石长1米,与现代蜥蜴差别较大。
身体长而迂曲,躯干中有140个椎骨而现在大多数蜥蜴只有25个。
和现代蛇近似,它有一个完全封闭的脑壳而蜥蜴脑壳是开放的。
它的颚骨非常柔软,所以两颊可以弯到两边,而连接上下颚的一些关节可使嘴巴张得很大,以吞下很大的猎物;这些是蛇类所具有的特征。
这种蛇生活在海洋中,它的尾巴类似鳗鱼一样的扁平,有助于水中推动前进。
最为奇特的是在这种蛇的腰部长有2只脚(现在某些蛇类仍残留着后肢的痕迹)。
后蛇的发现表明,蛇类的祖先长有脚,从身体结构上看,蛇类更接近于古代海生蜥蜴,因此蛇应起源于海生蜥蜴而不是原先认为的陆生穴居蜥蜴。
海生蜥蜴从陆生蜥蜴进化而来,1亿多年前海生蜥蜴分化成2支,一支发展成为沧龙之类的大型海生蜥蜴,用有力的尾巴和桨状的脚游泳,它们在6500万年前灭绝。
另一支蛇类身体变为细长,四肢退化并逐步消失。
蛇类最先生活于海洋而后回到陆地生活。
发现于阿根廷的迪尼利蛇是生活于 7000万年前的一种原始蛇类。
这是种陆栖蛇,根据发现的完整头骨化石来看,它要比后蛇进化得多,它长有短扁的脑壳、骨板、颚结构和方骨,以及活动性很强的颞颥部,为颚肌肉提供了很大的附着部。
如同现在的蛇,松散的上下颚铰合关节,能使嘴巴完全张开,以便吞食较大型的猎物。
迪尼利蛇的脚已完全消失,完全适应陆地生活捕食早期哺乳动物及其它小动物。
生物进化的副产品退化与失去的器官生物进化的副产品:退化与失去的器官进化是生物界中最基本的过程之一。
通过进化,生物可以适应环境的变化,以生存和繁衍后代。
进化过程中,物种会逐渐发展出新的特征和器官,但有时也会遭受退化或丧失某些器官的现象。
这些退化和失去的器官被称为生物进化的副产品。
本文将探讨退化与失去的器官在生物进化中的意义和影响。
一、退化器官的定义与意义退化器官是指在漫长的进化过程中,由于环境压力或生态条件的变化,某些器官逐渐丧失其原有功能并变得较小、退化或完全消失的过程。
这种器官的退化可以是一种适应策略,也可以是一种进化的副作用。
退化器官的存在在一定程度上反映了生物进化的复杂性和多样性。
退化器官的退化通常发生在一些物种的特定器官上,例如盲肠、飞翼等。
举个例子,对于飞行物种的翅膀来说,如果物种长期生活在无飞行需求的环境中,翅膀就有可能逐渐退化。
这是因为维持翅膀所需的能量成本较高,而在无需飞行的环境中,通过进化逐渐减少翅膀大小和结构复杂性可以为生物节约能量,并使其在其他方面更适应新的生态环境。
二、退化与物种适应环境的关系物种的适应是进化过程中的核心目标之一。
退化与物种适应环境密切相关。
首先,退化器官在一定程度上可以减少物种的能量消耗。
在适应资源匮乏的环境中,通过退化无用器官,物种可将能量重定向到对其生存至关重要的功能上。
其次,退化器官的消失也可以释放进化压力,促使物种发展新的适应性特征。
以眼睛退化为例,一些生活在洞穴等没有光照的环境中的物种,由于长期无需使用视觉功能,其眼睛可能会逐渐退化或完全消失。
这种退化为生物提供了进化上的机会,他们可以将原本用于视觉的能量投入到其他方面,例如更敏锐的听觉或触觉。
然而,不可忽视的是,退化也可能导致物种的衰弱和灭绝。
虽然退化器官可以为物种节约能量和资源,但在某些情况下,退化也可能使物种对环境的变化容轻易受损。
一旦环境发生剧变,缺乏某些器官的物种可能无法适应新的条件,从而面临被淘汰的风险。
蛇演化出分岔舌的真正原因1.8亿年前,当恐龙尚在南美大陆湿润的苏铁林中笨拙移动时,史前蜥蜴已经开始在这些庞然大物的脚下悄无声息地来回游走。
或许是为了避免被体型巨大的近亲踩伤,部分原始蜥蜴选择了地下作为避难场所,而为了适应地下狭窄的裂缝,这些蜥蜴演化出了细长的身体和短小的四肢。
由于缺少光线,它们的视力逐渐退化,嗅觉却随之变得敏锐。
正是在这一时期,这些原始的蛇进化出了它们最具标志性的特征之一——长长的、灵活的分岔舌。
最终,这些爬行动物重新回到了地面,一直到恐龙灭绝数百万年后,分化出了各种各样的现代蛇类。
蛇的舌头非常独特,数百年来人们对它作出了多种解释。
亚里士多德认为舌头前部的分叉可以让蛇在品尝食物时享受双倍的快乐。
17世纪的天文学家和博物学家Giovanni Battista Hodierna认为,蛇用舌头"从鼻子里挖出泥土……因为它们总是匍匐在地上。
"另一些人则争辩,蛇的舌头可"以惊人的灵活性"捕捉苍蝇。
其中流传最久的一个观点是,分叉的舌头是蛇的"毒箭"。
20世纪初,科学家们开始将注意力转向了位于蛇腭上方、鼻子下方的两个球状器官。
这两个被称为犁鼻器的器官,每一个都通过上颚的一个小洞通向口腔。
他们发现,犁鼻器实际上是鼻子的衍生物,上面排列着感觉细胞,这些感觉细胞会把脉冲发送到和鼻子关联的大脑区域中。
此外,蛇类舌尖所携带的微小颗粒最终也会进入犁鼻器。
由此,人们认识到,蛇用舌头收集分子并将其运输至犁鼻器——不是为了品尝它们,而是为了嗅。
作为演化生物学家,Kurt Schwenk对蛇舌及其在物种成功演化至今的过程中所起的作用很着迷。
1994年,他曾用照片证明,当蛇采集化学物质样本时,会在接触地面的同时将两个舌尖尽量分开。
这一动作使它们能够同时从两个相距较远的点对气味分子取样。
之后,每个舌尖分别将气味分子传递给各自对应的犁鼻器,从而帮助大脑快速评估哪边的气味更强烈。
蛇类的演化之相应器官的“退化”与进化
By yux
摘要:总体上讲,为了适应环境和生活习性的改变,蛇类的演化是一个“退化”的过程,其内
脏器官的退行性变化是最为显著的变化之一.这也是蛇类演化的特殊之处.而伴随着某些器官的
“退化”,蛇类发展了部分器官的进化作为补偿.
关键词:退行性变化;器官进化;补偿
纵观蛇类进化史,蛇类的演化是一个“退化”的过程:无论从外表还是内部的组织、器官都有着不同程度的退化消失现象.最为显著的变化当然是其四肢的缺失以及内脏器官的退行性变化.而对于一些形态结构方面的缺失造成的功能缺失,蛇类也发展了相应器官的进化作为补偿.
需要注意的是,我们总是将那些外部形态上变小甚至消失的过程视为一种退化过程.这里所谓的退化并不是指系统发生上的倒退,而往往是指一种形态结构变小、消失或简单化的过程.我们所说的演化, 是一个生物类群进化的过程,而进化本身强调的就是一种对于周围环境的适应并非形态结构的复杂化.蛇类在一些形态结构方面的缺失也不应该从进步或后退的角度看,更明确的说这是一种适应周围环境而产生的变化.
在化石资料缺少的情况下,研究蛇类的演化主要是通过对现生蛇类形态结构以及它们对环境的适应性进行分析,从而探讨蛇类的起源和进化过程.这也对蛇类部分器官的“退化”与进化方面的研究带来了阻碍,部分研究成果仅停留在理论角度,无法深入实践证明.
1 部分器官的“退化”
蛇类身体上发生退化的不仅仅是四肢,其内部的一些器官也在长期的进化过程中发生了变化,另一些退化消失,这些与蛇类生活的环境所造就的其独特的体形有关.原始蜥蜴进化成蛇,身体直径缩小了,在长度上有一个很大的补偿性增长,这一点对于其内部的器官排列既有利又有弊.细长的身体有利于消化道的存在,直接贯穿身体的消化道具有相当的长度,从而具有了足够的消化面积;消化道不具有折叠,否则食物在消化道内将无法运动.
1.1 内脏器官的“退化”
蛇类细长的身体不利于除消化系统以外的其他器官尤其是成对出现的器官的存在.这些成对的器官往往合二为一;或者其中一个退化消失,另一保留下来;或将左右对称排列改为前后交错排列,总之就是在不影响功能的情况下尽量将各器官容纳于狭小的细长体腔中.如蛇的肝脏伸长,而体积较大的胆囊不是包裹于肝脏中, 而是位于肝脏后部.
心脏位于头至肛门前三分之一处,细长的身体对它的影响并不大。
受细长体腔影响最大的器官主要是肺和肾脏.绝大多数种类左肺退化消失,右肺延长以保证呼吸,同时喉门进化出了肌肉质导管,可以在吞食食物时伸出下颌之外, 以保证在吞食时不致窒息.一些蛇类体内出现了气管肺,即气管软骨环背面具有薄膜突起.该薄膜结构与肺内膜相似,可视为肺的延伸,能提高气体交换能力.有些种类中全肺的长度在体长的3/4左右.肾脏仍然成对出现,但是右肾较左肾大并位于左肾之前,不具膀胱,尿则以一种固体的尿酸形式随时排出.
蛇类演化的过程中,脑变的非常小,只及一只蜥蜴的一半.脑的退化很大程度上是因为四肢消失后,原来控制、协调、指挥四肢活动的这部分大脑便不再需要.不过加长的身体使蛇能够具有较长的脊髓,来保证完成多种反射,足以代替消失的那部分大脑管理后半身的运动.
1.2 部分感觉器官的“退化”
蛇类的一些感官比较退化.除一些生活在雨林中的种类外,蛇类的视觉大都退化,眼往往只能感受光线明暗的变化.眼角膜外具有杯状的透明眼睑,其实就是眼附近较特化的鳞片,与其他鳞片相连,可在蜕皮时一起被替换.这意味着蛇的一生中绝大多数时间是“闭着眼睛”的.晶状体几乎是球形的,在调节时由一组肌肉将晶状体移近或移远视网膜来改变焦距,因此蛇只能观察近处的景象.蛇类的视觉对于运动的物体更敏感;眼球不能转动,因此蛇类往往采取扭动头部的方式改变观察角度.穴居的蛇类几乎是瞎子,相应地,它们大脑中与视觉有关的部分也很退化.
蛇类的听觉也比较退化.由于没有与接受空气震动有关的部件,蛇对于空气中传播的声波非常不敏感,但是蛇类能敏锐捕捉到与其接触的固体或者液体物质的震动.蛇类没有与人类类似的耳,但相关的耳内骨骼是存在的.听觉主要通过下颌感知地面的振动——在爬行过程中下颌是与地面接触的——然后传入内耳而产生.这种听觉对远距离的声源并不敏感.当蛇的肺部具有空气时,外界声波的震动会引起肺部气体的震动,这也能在一定程度上引发蛇类的听觉.
2 部分器官的进化
2.1 部分感觉器官的进化
对于视力差的补偿是许多蛇类具有敏感的红外线感受器,红外感受器分布于全身皮肤中.包括响尾蛇在内的蝮亚科,具有立体热量感受器,能感受热源的距离和方向.这种器官位于两侧鼻孔与眼之间的颊窝中,对红外线很敏感,0.001℃的变化即可被感知,这与许多蛇的夜行生活有关.
蛇类具有较为敏感的嗅觉:犁鼻器.它位于颚前部接近鼻腔的位置,可与舌配合使用,对周围空气中的化学物质颗粒进行感知.蛇类的舌分岔且较深,它经常会伸出舌头将周围环境中的化学物质颗粒勃附于舌端或溶解于舌表面的薄水层中,缩回时插入犁鼻器,犁鼻器将对舌上的物质颗粒进行分析.因此,蛇在静息状态被打破或捕食时最显著的反应就是伸出舌头.而毒蛇也往往凭借嗅觉来找到已经被注射毒液不会逃远的猎物.
2.2 非凡的新陈代谢能力
蛇类具有非凡的新陈代谢能力.这种能力在进化过程中出现得很早:盲蛇,一类较为原始的蛇,在蛇类进化早期便分离出来,他们体内的线粒体基因就已经产生了许多变化.可能就是这些变化使原始蛇类能够降低新陈代谢速率,减少能量消耗.蛇类对新陈代谢的调节能力更是强大.比如,在两餐之间,缅甸蟒几乎让新陈代谢全停,代谢速率降到了已知所有脊椎动物之中的最低水平.而进食过程中蛇的的新陈代谢速率可以增加到原来的45倍.研究认为蛇类能够根据需要调节新陈代谢和器官大小的原因是与基本功能相关的覆盖广泛的基因变化,但这种认知有待进一步证明.
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