蛇类起源最容易被误读的时候,往往正是它被压缩成一句“腿慢慢消失”的时候。这样的说法很整齐,化石记录却已经不再支持这种整齐。最有力的改写来自巴塔哥尼亚白垩纪蛇类 Najash rionegrina。这条蛇保留了骶骨、骨盆带,以及位于肋笼之外、仍可工作的后肢。[1] 这一组合之所以重要,在于它同时挡住了两条过于省事的旧叙述。第一条旧叙述把蛇类演化写成一条四肢平滑缩减、最终彻底消失的直线;第二条旧叙述则把地中海周缘那些带后肢的海生蛇类,当成整条蛇类起源线最自然的模板。[1][3]

一旦把 Najash 放进画面,蛇类演化便不再像一条朝着失肢滑去的单线过程,而更像一套分段改写中的身体方案。躯干拉长、头骨特化、栖境信号与肢体缩减,并没有打包成同一步骤。[1][2][3][4] 有些蛇类特征出现得很早,有些部位保留原始状态的时间比公众想象更久,而栖境这条线,也比旧日那套海洋起源传奇更坚定地指向陆地。[1][3]

配图说明:题图来自 Wikimedia Commons,是一张真实的 Najash 头骨化石照片。它适合这篇文章,因为本文讨论的是解剖顺序。一件握在手中的头骨标本,比任何戏剧化复原图都更能把注意力留在保存下来的结构上,也更能压住那种过早把整条演化线写成定局的冲动。[5]

髋部之所以关键,在于它留在了蛇类本来不该保留的位置

2006 年那篇发表 NajashNature 论文,真正带来的重点,是对后肢连接方式的重写。[1] 化石保存了支撑骨盆带的骶骨,后肢也位于肋笼之外,并且具有功能性。[1] 这与较为人熟知的海生带后肢蛇类,如 PachyrhachisHaasiophisEupodophis,构成了很不一样的信号,因为后者缺少骶骨区。[1] 放在操作层面上看,Najash 说明,早期蛇类的后肢常常仍处在可以进入力学讨论的位置,并没有完全退成某种装饰性的残余。至少在一条基干支系里,骨盆依旧以相当明确的方式属于中轴骨骼。[1]

这一点正是叙述转向的关键。如果一条蛇已经在整体形态上显得足够“像蛇”,却仍保留骶骨与结实的后肢,那么“完全失肢”就不再是蛇类身份的入场券。整个过渡过程需要被拆开来看。一部分变化涉及躯干延长与脊柱重组,另一部分变化涉及肢体功能的缩减与最终退出,还有一部分变化则落在头骨之上;现代蛇类的头骨改造得太深,久而久之,人们很容易把整套方案想成同时抵达的单一包裹。[1][2]

2006 年那组作者对栖境也处理得很谨慎。他们指出,Najash 保留了若干与穴居或地表生活相关的特征,这些特征把蛇类起源更有力地推向陆生方向。[1] 争论随后仍在继续,叙述的重心却已经因此发生偏移。自 Najash 之后,陆生起点也握住了一件带着髋部连接的化石。

时间线被拉深之后,早期记录也变得更加参差

如果说 Najash 打断了那条过于平滑的失肢故事,那么更古老的蛇类化石则打断了另一种过于省力的时间表。2015 年,Caldwell 及其同事报告了一批来自中侏罗世到早白垩世的蛇类化石,把蛇类记录向前推进了约七千万年。[4] 这些更古老的蛇类一面保留现代蛇类与化石蛇类所共有的若干特征,一面又带着更偏蜥蜴式的解剖痕迹,并且出现在相当分散的地理范围之内。[4] 这一层意义很直接:在那些著名的晚白垩世带肢蛇类进入公众视野之前,蛇类多样化已经展开了很长一段时间。

这样一来,真正的问题也就更清楚了。最有用的问题转成了另一种形状:“蛇类身体方案的哪些部分先被组装起来,这些部分又是在怎样的生态环境中逐步稳定的?”[3][4] 当这条谱系向侏罗纪深处延伸,那些熟悉的白垩纪带后肢蛇类也从孤立奇观,转成一场更深层辐射中的较晚成员;在这场辐射的早段,若干蛇类特征已经以参差方式展开。[4]

这也正是为何“最古老蛇类”那篇论文与 Najash 应该被放在一起看。更古老的化石把蛇类谱系写得更早,也写得更具地域复杂度;Najash 则让这种复杂性在一条具体支系里落到实处。两者并置之后,这段历史便不再像一架从蜥蜴一步步爬向蟒蛇的梯子。它更像一片演化试验场,一些蛇类特征已经到位,另一些部分却仍旧滞后。[1][4]

新的头骨材料,让现代蛇类头部看起来更像分段拼装的结果

2019 年对 Najash 的重新研究,把这次改写继续向前推了一步,因为研究者获得了新的头骨与骨架材料。[2] 那篇论文最重要的句子其实很克制:新的 Najash 化石,揭示了现代蛇类头骨与身体方案若干关键特征的演化起点。[2] 这句话的重要处正在于,它把视线放在“哪些决定性的蛇类特征,可以在一具比公众想象更原始的身体里被追踪出来”这个问题上。[2]

很多流行叙述正是在这里走偏。它们总爱把早期蛇类写成两种极端中的一种:要么是长着腿的半蜥蜴,要么是只剩一点微小后肢残迹、几乎已经与现代蛇无异的准成体。Najash 比这两种脸谱都更有价值。它呈现出的是一种镶嵌状态。头部的某些部分已经朝蛇类方向推进,骨盆与后肢仍留在画面之中。[1][2] 这比任何一句“第一条有腿的蛇”都更有古生物学意义,因为它告诉人们,这条谱系属于分段翻新。

现代蛇类头骨在进食和运动性上高度特化,于是人们总会忍不住把这种头骨状态倒推成整条谱系的总钥匙。化石记录要求的却是更慢一点的阅读方式。头骨演化与肢体缩减彼此相关,它们各自沿着不同节奏展开。[2][4] 这一点一旦看清,蛇类起源就会从戏剧化的奇观叙述,重新回到真正的生物学过程。

更宽的重建,如今更坚定地指向一位陆生、潜行狩猎的祖先

2015 年,Hsiang 及其同事换了一个切入角度。他们把化石、现生蛇类、表型数据与基因组背景放进同一套祖先状态重建之中。[3] 这项工作并没有把 Najash 直接写成冠群蛇类祖先,也没有让一件化石代替整条谱系发言。[3] 它真正做的,是给早期蛇类问题加上一只更宽的框架。研究推断,总群蛇类祖先与冠群蛇类祖先都具有夜行、广泛觅食、非缠绕式潜行捕猎的特征,并且生活在温暖、湿润、植被较多的陆地环境中。[3]

这个结果之所以重要,在于它与 Najash 已经强化出来的陆生信号彼此咬合。[1][3] 它也解释了海洋起源故事为何不断失势。海生带后肢蛇类当然是真实而重要的化石,它们如今更像陆生大背景中的一条后续支线,整条蛇类起源线的默认模板也随之转向陆地。[1][3] 这条谱系后来确实多次成功进入水域,叙述起点却落在另一端。

顺着这个框架继续展开,蛇类起源便显得更清楚,也更有意思。早期蛇类处在一场更漫长的身体重组之中,躯干延长、捕猎方式、头骨改造与栖境使用,都在不同时间、以不同速度发生变化。[1][2][3][4]

化石真正能够支撑的判断

眼下较稳的读法范围收得较紧,可信度也随之升高。Najash 说明,一条基干位置较早的蛇,可以在陆生环境中保留骶骨、骨盆带与功能性后肢。[1] 侏罗纪到早白垩世的蛇类化石说明,蛇类谱系比一度想象的晚白垩世起点更早,也更多样。[4] 更宽的祖先状态重建支持陆生、潜行狩猎的祖先图景,蛇类起源的主线也因此从海洋叙述转入陆地叙述。[3] 对 Najash 新头骨材料的研究,则支撑这样一种判断:现代蛇类头骨与身体方案的标志性特征,属于分阶段组装起来的结果,形成过程也拉得更长。[2]

边界同样需要保留。没有任何一件化石能把蛇类起源的全部问题一次说尽,这条谱系内部也仍旧保留着不愿意压缩成单一路径的生态与解剖试验。[1][2][3][4] Najash 的价值恰好落在这里。它没有把故事整理成一个封口的答案,它逼着答案变得更接近真实。

若要从这些证据里留下一个最有用的句子,它应当是这样的:蛇类是在一段更长的序列里逐步成为蛇,身体的有些部分先到,有些部分后到,还有一些部分在那条过于简化的传奇里,原本根本没有位置可留。[1][2][3][4]

来源

  1. Sebastián Apesteguía、Hussam Zaher,"A Cretaceous terrestrial snake with robust hindlimbs and a sacrum," Nature 440 (2006).
  2. Fernando F. Garberoglio、Sebastián Apesteguía、Tiago R. Simões 等,"New skulls and skeletons of the Cretaceous legged snake Najash, and the evolution of the modern snake body plan," Science Advances 5, no. 11 (2019),PMC 开放获取镜像。
  3. Ayana Hsiang、Daniel J. Field、Tim H. Webster 等,"The origin of snakes: revealing the ecology, behavior, and evolutionary history of early snakes using genomics, phenomics, and the fossil record," BMC Evolutionary Biology 15 (2015).
  4. Michael W. Caldwell、Randall L. Nydam、Alessandro Palci 等,"The oldest known snakes from the Middle Jurassic-Lower Cretaceous provide insights on snake evolution," Nature Communications 6 (2015).
  5. 本文题图所用 Najash 头骨化石照片的 Wikimedia Commons 文件页。