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蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

 茶香飘万里 2017-12-13

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

你一定对这个问题感到奇怪吧:蛇长长的身体里面,到底是哪个部位呢?

让身体变长有好几种方法,比如像长颈鹿还有天鹅那样把脖子变长,或者像鳄鱼那样把尾巴变长,又或者像维秘天使那样长出大长腿。

我们常常会说“水蛇腰”,腰能长那么长么?所以蛇到底是一条长脖子顶个头、一条长尾巴顶个头、一条长腰子顶个头,又或者是…两条长腿外面包着一层蛇皮?

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

蛇和我们人类一样,都是脊椎动物。我们人类的脊椎里约有33块椎骨,但是蛇却有200-400块椎骨…

所以这些椎骨到底是属于脖子还是尾巴呢?

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

蛇的解剖结构,它们有超长的胃和肠子,还有肺

众所不周知蛇有超长的胃、超长的肺、超长的肾、超长的肠子...这些内脏如果都长在脖子或者尾巴这里不是很奇怪吗?

我们终于找到了关键的证物——超小的小菊花(泄殖腔)。找到这个证物很不容易,因为蛇的小菊花上面还覆盖着一块小小的鳞片,就和耳机孔塞差不多,名字也比较简单粗暴,叫做肛板(anal plate)。这说明大自然和乔布斯一样也喜欢手感光滑的无缝设计。

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

蛇的肛板,深色的比较宽的那块,无缝设计

菊花是肠道末端的桌面快捷方式,和尾巴所在的位置很近,也就是说,蛇的尾巴都快长到身体结束了才出现。蛇是头长在长尾巴上这个说法显然不成立。那么前面那一大段骨头都是谁的呢?

如果再仔细看看就会发现,蛇的椎骨上长着和它们数量差不多的肋骨,没有肋骨的地方很短。这说明了什么?

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

所有脊椎动物的脊椎可以大致分成颈椎、胸椎、腰椎、骶椎和尾椎这几段,而肋骨是搭配着胸椎长的,也就是说,蛇的脖子和尾巴其实都很短,超长的是它们的躯干,就相当于头以下全是胸。

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

所以说蛇是一种靠胸爬行的无缝设计生物...

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平时人类抓它们的时候摸到的身体其实不是脖子也不是尾巴,而是它们的胸部...

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

蛇到底是一长条脖子还是一长条尾巴的问题已经解决了,但是这里出现了新的问题——为什么蛇的上半身这么长呢?

我们之前说过,蛇其实和我们人类一样都是四足动物(点我学习),它们在胚胎发育的某个阶段也会长出腿。包括四足动物在内的所有脊椎动物的脊椎长法都是类似的,甚至连无脊椎动物(如昆虫)的长法也是类似的,大家都是从头依次长到尾。

这是为什么呢?

因为决定地球上所有动物到底哪里长头、哪里长屁股(anterior-posterioraxis,前后轴)的东西,是 Hox 基因。

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

这些节肢动物从头到尾各个部位的生长都是由类似的 Hox 基因控制的,相同的颜色对应着相似的体节。马陆相当于有长长的上半身,和非常短的尾巴。

这 Hox 基因(Homeobox,同源异形基因)来头可大了,它是非常非常古老的基因,出现在动物和植物分化之前。因为世界上所有的动物都有 Hox 基因,甚至在植物和真菌的基因组里也有它的踪影。

Hox 基因决定了生物总是先长好头,然后长躯干,最后再长尾巴。生物的脖子有多长、身体有多长、尾巴又有多长,还有手脚长哪里,和 Hox 基因有很大的关系。

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

还没孵出来的大眼睛蛇宝宝,螺旋是以后的尾巴

比如,如果 Hox 基因发生变异(如antennapedia 变异),果蝇的身体上就会长出错位的器官,比如触角就会长成腿,肚子上长出触角啦什么的。

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Hox 基因出问题后,果蝇的头上长出了腿(右上),或者身上长出了第二对翅膀(右下),或者在腰上长出了触角(左下)

但是让蛇有超长上半身的还有一种基因——Oct4,许多脊椎动物身体里都有这种基因。

Oct4 基因可以管什么时候结束躯干的生长开始长尾巴。最近一些科学家发现 Oct4 会干扰 Hox...

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当其他动物(如小鼠)的 Oct4 基因已经打完收工(停止表达)喊 Hox 过来造尾巴的时候,蛇的 Oct4 基因玩得根本停不下来,还在让胸椎复制黏贴...

蛇是一条脖子顶个头,还是一条尾巴顶个头?|睡前科学故事

所以蛇的身体才辛束么长,而脖子和尾巴却那么短。

所以说蛇精白娘子应该长成短脖子、短腿、上半身超长的样子才科学:

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