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蛇是如何行走的?为何没有脚,蛇依然能“奔跑”?

 炫叶楓雪 2023-06-29 发布于广东

世界“奔跑”速度最快的蛇是沙漠响尾蛇,它能以每小时29公里的速度“奔跑”,相当于一秒就能跑8米,这个速度虽然比不上世界短跑冠军,但足以秒杀大部分的人了,最关键的是蛇是没有脚的,它们的速度完全是靠身体爆发出来的。

那么,为什么蛇没有脚也能“跑”呢?我们一起来聊聊这个有意思的问题。

脚从有到无的蛇

蛇是一类古老的爬行动物,从目前已发现的化石来看,最早的蛇出现在距今约1.67亿年前,此时的蛇类祖先是有四肢了,一直到距今约9000万年前,蛇才进化掉了四肢,成为了无足爬行动物,也就是说蛇用了接近7000万年的时间才将四肢退化掉。

那么,为什么蛇要退化掉四肢呢?或者说为何退化了四肢的蛇成功的生存至今呢?我们先来聊一下这个有意思的问题。

原始蛇的四肢退化必然是基因突变的结果,至于这个基因突变为什么会出现,答案很简单:不知道,因为基因突变本身就是无序的,它是不受控制的,这个也很好理解,如果动物能控制自己基因突变的方向,那么动物早就要啥有啥了。

在蛇的基因组中,发生了关于四肢生长的基因突变,这导致了一部分蛇出现四肢退化的特征。通过一代代的积累,这个特征越来越明显,最终完全消失掉,既然如此,退化四肢必然是对蛇的生存有着重大的利好,不然这个基因突变是不可能被自然选择保留的,所以,我们来看一下,退化四肢对蛇生存的好处。

首先,蛇类最早的祖先是一类穴居的蜥蜴,它们是生活在白垩纪的洞蜥,洞蜥是一种小型的爬行动物,而当退化四肢的基因突变出现后,那些出现了该基因突变的洞蜥相比较其他洞蜥,在遇到危险时,能更容易的钻进洞穴中,而且四肢逐渐消失也让部分洞蜥的洞穴更加狭小,安全性也大大提升,这是有利于生存的一方面。

其次,蛇在世界上分布很广,尤其是热带地区,比如沙漠地区,相比较有四肢的动物,没有四肢更容易在沙漠中行走,因为一旦有四肢,身体的力量压在四条腿上极容易陷入沙粒之中,而整个身体贴近地面,会让爬行动物能够更好的生存。

第三,没有了四肢后,蛇的隐藏能力进一步提升了,它们在茂密的草丛中是贴近地面的,非常不容易发现,这会带来两个好处:不容易被天敌发现以及更容易捕猎。而且在移动时,没有了四肢,蛇更容易在一些复杂和狭小的空间内活动,这进一步提升了生存能力。


总之,蛇的四肢退化是一个复杂的过程,涉及到基因、环境和适应性的相互作用。在漫长的进化过程中,那些没有四肢或四肢较小的蛇逐渐变得更具有生存优势,并通过遗传将这种特征传递给下一代。最终,蛇的四肢逐渐退化并最终消失。

没有了脚,蛇是如何“行走”和“跑”的?

退化掉四肢后,让蛇不仅仅局限于陆地生存,它们还可以在树木、水中等不同环境中自如地活动,将生存环境进一步的扩大。虽然没有了脚,但是蛇的行走方式却很多样,下面我们来详细介绍蛇的行走方式及其原理。
第一:蛇的行走原理

蛇的身体结构与其他的爬行动物有很大的不同,它们没有四肢,但是它们有一个长长的、鳞片覆盖的身体。在蛇的身体内部,有成对的肋骨,这些肋骨并没有连接到胸骨上,而是连接在脊柱上,这种结构使得蛇的身体能够自由地弯曲和扭动。
蛇的身体表面覆盖着一层鳞片,这些鳞片是由角质构成的,可以保护蛇的身体。另外,在蛇的腹部,有一些特殊的鳞片,叫做“腹板”。

蛇的行走主要依靠身体的摆动和腹板的摩擦力。当蛇的身体一侧向前推进时,它的身体另一侧会向后移动,这个过程中,蛇的身体会像波浪一样地弯曲。这种弯曲的方式可以让蛇的身体与地面形成一个相对的角度,从而增加了摩擦力。
蛇的腹板也是推进身体的重要因素之一。当蛇的身体向前滑动时,它的腹板会与地面紧密贴合,从而产生摩擦力,种摩擦力可以推动蛇的身体向前运动。
此外,蛇的身体也可以根据地形来调整自己的行走方式。例如,当蛇遇到一个较大的障碍物时,它会采用跳跃式的行走方式,通过身体的弹起来越过障碍物。因此,蛇的行走原理其实是靠肌肉、骨骼以及腹板共同协作完成的。


第二:蛇的行走方式
不同的蛇有着不同的行走方式,从整体上看蛇的行走方式大致有三种:

01 蠕动式行走
蠕动式行走是蛇最常见的行走方式,也是最基本的行走方式。在蠕动式行走中,蛇的身体会像波浪一样地运动,从而向前推进。这种行走方式的优点是可以让蛇在狭窄的地方穿行,并且可以让蛇在地面上爬行。

蠕动式行走的原理是,蛇的身体可以分成许多节,每节的鳞片都可以与地面摩擦,从而产生摩擦力。当一节身体向前扭动时,它的鳞片就会与地面产生摩擦力,这个摩擦力会使蛇的身体向前推进。接着,蛇的下一节身体又会扭动,然后它的鳞片与地面再次摩擦,这样一直循环下去,蛇就可以向前运动了。常见的无毒蛇以及蟒、蚺通常都是靠这种方式移动的。

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02 带动式行走
带动式行走也是一些蛇类的行走方式,这种行走方式会给蛇带来极快的速度,在行走时它们的身体会高高地抬起,并向前伸展,通过竖起身体的前后、左右摆动来带给身体前进的动力,在这种行走方式中,蛇的腹板不会与地面产生摩擦,而是通过身体的摆动来推进身体,它的优点是可以让蛇在较长的距离内快速移动。眼镜蛇科下的毒蛇大多数都是这种行走方式。

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03 悬挂式行走
悬挂式行走是一种相对少见的蛇行走方式,而且这种行走方式常见于树上的蛇。在悬挂式行走中,蛇会让自己的身体悬挂在树枝上,并在树枝上摆动身体,从而推进自己的身体。这种行走方式的优点是可以让蛇在树上自由地活动,而不至于掉落下来,通过这种方式它们甚至可以完成跳跃。

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写在最后

蛇的祖先用了26次进化、接近7000万年才将四肢退化掉,而且自从退化了四肢后,蛇一路“开挂”,能够在各种环境中顽强的生存下来,并且相比较有脚时,蛇的灵活性,隐蔽性、捕猎能力、生存环境也得到了提升和改变,这使得它们成功的躲过了一次又一次的灭绝事件生存至今。

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