上千万年的进化之路，蛇为什么会失去四肢？ | 易鸿宇
“中国古代有好多关于蛇的成语，画蛇添足、杯弓蛇影等等。这些成语恰恰说明了蛇的两个特点，首先是蛇没有腿，第二是蛇有一个长长的身体，就像古人用的弓一样。”
易鸿宇
中科院古脊椎动物与古人类研究所副研究员
动物界的运动好手
大家好，听说今天要面对小朋友们演讲，所以我特意带来了一个关于动物演化的故事和很多有关科学的谜语。首先我给你们看两个科学模型，你们可以随便传着看一下，看看红色的模型和蓝色的模型有什么不一样，我们后面会揭晓答案。
大家也可以先猜一下这个谜语，有一种动物它没有腿，它不像鱼一样有鳍，它也不像鸟一样有翅膀，但是它在自然界当中，算得上是运动好手，这讲的是什么动物呢？大家都已经猜到了是不是，没错，答案就是蛇。
大家来猜猜，蛇能飞吗？这个问题的答案我们后面也会讲到。中国古代有好多关于蛇的成语，画蛇添足、杯弓蛇影等等。这些成语恰恰说明了蛇的两个特点，首先是蛇没有腿，第二是蛇有一个长长的身体，就像古人用的弓一样。
蛇没有腿，除了最寒冷的格陵兰岛和一些太平洋小岛以外，几乎在地球上的任何一个地方，我们都可以见到它们的身影。
比方说这条蛇，它生活在沙漠里面，大家叫它沙蟒也好，叫它沙蚺也可以。它经常把自己埋在沙子里躲避天敌。它在沙子表面“游动”的时候，比很多长了腿的动物还要快。
另外，蛇类虽然不像鱼一样有鱼鳍，但是它可以游泳。这就是生活在海里面的蛇，我们叫它巨环海蛇。
巨环海蛇
这种蛇是有毒的，但一般情况下它们不会上岸。这种蛇可以细分为好几十个品种；但是只有其中一种蛇每年会上岸产卵，这也是人类在陆地上见到它们的唯一机会。
天堂金花蛇
刚刚大家都说蛇可以飞，下面给大家介绍一种蛇。这个蛇叫做天堂金花蛇，也许是因为它可以“飞翔”，所以为它起了这么一个美丽的名字。这是一种生活在森林里的蛇，这种蛇在树叶之间穿行的时候可以“滑翔”。我们口说无凭，现在给大家放一张动图，看看它是不是真的能“飞”。
通过图片可以看到，它掉下来了，看到它“飞”了吗？真的“飞”了！我们再来看一遍，首先它有一个起跳的动作，然后会往下落，就像跳水运动员一样，当它落到一定高度以后，会借助空气动力来“滑翔”。简单的说，这是一条可以“飞”的蛇。
我们看过了这么多特别的蛇，我想大家应该都会同意下面这个说法，蛇是一种非常神奇的生物，而且它在我们的地球中是非常重要的一员。下面我们来认识几种化石蛇，也就是生活在古老地质时代以及恐龙时代的蛇。
黑河纳氏蛇
第一种，它的名字叫黑河纳氏蛇，这种蛇发现于阿根廷，存在于一块9千万年前的化石中，在座的大家可能才9岁吧。这个蛇最明显的特征就是，它有腿。不仅这一种纳氏蛇有腿，另一种与它同时代的、生活在海里的蛇也是有腿的。
疑惑厚针龙
它的名字翻译成中文叫疑惑厚针龙，可能是因为它长了一个蛇的身子，有两条比较小的后腿却又没有前腿，科学家感到很疑惑，就给它取了这么一个有趣的名字。这条蛇要比刚才的那条蛇大很多，它的身体拉长了以后，大概有1米长。1米是什么概念呢，可能就跟在座的小朋友们一样高。
蛇的腿去哪了
我们刚才看了两个长腿的化石蛇，为什么蛇在恐龙时代的祖先都长腿，而现在不长腿了？因为它退化了，那是怎么退化的呢？科学家也很想知道这个问题，所以很长一段时间之内，科学家都怀疑，是不是因为蛇生活在地下洞穴里，有腿的话会比较碍事。
大家可能都爬过那些游乐场的塑料管道，有腿撑着就会感觉伸展不开，所以说在这种环境之下，腿非常短的蛇就有可能存活下来，从而演变成我们今天看到的蛇。
这是一个科学的猜测，但是怎么证明呢？科学家们一直苦于没有严谨的证据，因为化石蛇已经死了，死了几千万年了，我们怎么知道它会不会挖洞呢？后来科学家就想了一个办法，我们去研究最早的、不长腿的蛇，它叫帕塔戈尼亚恐怖蛇。
帕塔戈尼亚恐怖蛇
它生活在8千万年前，为什么要叫恐怖蛇呢？因为它有2米长！就是说比你们的爸爸还要高。要是在野外看见这种蛇，大家要赶紧跑。在动物演化的研究当中，这种蛇对于科学家来讲是非常重要的，因为它是一种很特别的化石。
这张照片是我在阿根廷的博物馆拍的，这是原始化石的标本。你们可以看到它保存在红色的砂岩中，这上面只剩下骨骼，已经没有皮肤了。仅仅从外表来看，我们也不知道它是不是生活在洞穴里。
如果我想知道这种帕塔戈尼亚恐怖蛇，有没有可能是挖洞的蛇呢？从外表上是很难看出来的，因为这块化石也只剩下骨骼了。有一些特殊的化石是可以保存皮肤和羽毛的，但是大部分的化石都只有骨骼。
给化石拍个X光
那我们怎么知道它们当时是如何生存的呢？如果你们能借给我一个小叮当，我或许能知道，坐着时光机回去拍一段视频带回来。可惜我没有小叮当，但是我有科学工具。是什么科学工具呢？我们想了一个办法，给化石照X光。你们谁照过X光？哇，这么多人照过X光，你们不会都摔断过手吧。开个小玩笑，回到我们的正题。
我们去医院照X光是为了看人体内部的结构，那我们给化石照X光，也是同样的道理，我们想看看化石蛇内部的零件是不是跟我们现在的蛇长得一样。我们把这个化石蛇放到一个鞋盒子里面空运到美国实验室去照X光，还是我亲自给它照的。
这个就是给化石照X光的机器，这个是工业用的X光，和我们在医院用的X光不太一样，它的能量更强一点，所以一般情况下，人是不能进去的，只有石头才能用这么高剂量的X光。这有一个蓝色的东西，它存在于恐怖蛇的头部。
这个是脑子吗？真的吗？还有小朋友说是心脏，给大家揭晓谜底，这个蓝色的部分是蛇的耳朵。这个不是骨头，而是耳朵里面的管道。人的耳朵里也有管道，管道里面充满着液体，这些液体可以帮助我们保持平衡。如果有的小朋友，很不幸的中耳发炎了，走路的时候就会不太稳当。因此耳朵对我们来说有两个作用，第一它可以保持平衡，第二是它可以听见声音。
蛇也是一样的，这是化石蛇的耳朵，我们看它长的有点奇怪对吧？它中间有点像气球，它的科学名字叫前庭。它旁边有一些很细小的管道，液体可以在里面流动。左边是化石蛇的，右边这张是现存蛇的。大家看左边这个耳朵，跟右边的哪个最像。
左：古代蛇前庭示意图 右：现代蛇前庭示意图
我先介绍一下右边的这三个耳朵，最上面的这个是可以挖洞的蛇的耳朵；中间的这个是可以爬树的蛇的耳朵；最下面的这个蓝色的，是可以游泳的蛇的耳朵。我们给它照了X光，然后用计算机软件把它复原出来，所以我们知道它长这个样子。
我们人的耳朵，也可以用同样的方法做出来。但是我们今天要讲的是下面这个蓝色的耳朵，它没有中间那个“气球”，那个“气球”是用来干嘛的呢？它是用来听一种低频率振动的。
现在我跟你们说话是通过空气的振动来传递声音。我们经常说“打草惊蛇”， 是因为它可以听见你跺脚的声音，这个声音是通过地面来传播的，科学上我们叫它低频声音，蛇可以听见这个声音，就知道比它大的动物来了。
它通过这种方式适应了地底下的生活，既可以躲避天敌，又可以找到捕食对象。这个圆乎乎的耳朵就来源于我们现生的一种蛇，生活在印度尼西亚的丛林中，它叫做闪鳞蛇。
闪鳞蛇
它有一个会挖洞的特长，白天的时候捕食老鼠、蜥蜴这些动物，晚上的时候它就会钻到很潮湿的土壤里面，在暗处寻找要捕食的对象。另外，在一些博物馆内也可以饲养这种蛇。
为科学研究服务
你们看这个图片，它就是在一个饲养箱里面。这个蛇它钻到哪去了？其实它的头在圆圈的附近，它的身体只露出了一小截。我们已经看到了左边化石蛇的耳朵，和右边现存蛇的耳朵，这两个是很相似的。
因此那个体长2米的帕塔戈尼亚恐怖蛇在它生活的年代，可能就会在恐龙的脚下挖出洞穴，躲避在松软的土层里面。这样既可以躲避大恐龙的袭击，还可以捕食恐龙时代的小型动物，说不定化石蛇还会吃埋在沙土里的恐龙蛋。
通过科学研究发现蛇耳朵里奇特的造型之后，科学家又会提出很多的假设，距离真相就越来越近了。我们人照X光，是为了解决医学的问题；我们给化石照X光，可以解决科学的问题。你们刚才看到的那些化石，是从博物馆里借出来研究的，这也是科学家研究工作的重要组成部分。
当然，作为古生物学家，我们首先要去野外把这些化石找到，这样我们才能让全世界的人在博物馆里看见它们。为了寻找这些珍贵的化石骨骼，我们经常要去野外。
我们会跑到很热的沙漠，也会跑到很冷的高原。如果大家还想听更多关于演化的故事，想看更多的化石骨架，欢迎大家到中国古动物馆来，谢谢。
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