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蛇之拍案惊奇(上)
http://www.100md.com 2013年1月1日 百科知识 2013年第1期
     蛇无足却能疾行,而且行动灵活,善于盘绕;蛇极耐饿,却又有很好的胃口,猎物的范围广泛;毒蛇的身体不算强大,却能致强敌于死命……凡此种种,使人既害怕又惊异。事实上,蛇不仅外表看上去与其他常见的动物迥然不同,而且的确在身体构造和生活习性方面有诸多的独到之处,充满了神秘的色彩。

    “画蛇”可“添足”

    众所周知,蛇具有纤长之至的身体,但是却没有前后肢,因而产生了“画蛇添足”这一成语。

    的确,蛇类的附肢已退化或消失,只有少数种类,如蟒蛇,尚保留着后肢的痕迹。可是有人信誓旦旦地说,他们确曾见到过有脚的蛇,只是它的脚平时不露出来而已。这是为什么呢?原来,他们是把蛇的生殖器看成了它的脚。雄蛇的交接器是一对袋状的半阴茎,位于尾基内部,交配时翻出体外。当蛇受到较强刺激的时候,由于尾基部的肌肉收缩,就会把两条半阴茎压出体外,因而被人们误以为是“蛇脚”。
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    不过,蛇的祖先其实是有脚的动物。蛇类是最后出现的爬行动物,最早见于白垩纪。就行动的特殊性来看,蛇类可能起源于穴居蜥蜴类,蛇蜥、蚓蜥等蛇型动物也许正是蜥蜴类体形演变为蛇类的实例。

    蛇类出土的化石不多,但科学家还是找到了一些具有很高研究价值的“有足”蛇化石。法国科学家通过先进的同步辐射加速器,对一块发现于黎巴嫩的真足蛇化石进行了X光扫描。这块真足蛇化石藏身的古岩石距今已有9500万年历史。化石上的蛇身长50厘米,从表面上看只有一只脚,长约2厘米,但X光扫描的结果又发现了这只真足蛇的另一只脚。这只脚之所以不易被察觉,是因为它在岩石中发生了异化,其脚踝部分仅有4块骨头,而且没有脚趾,这说明真足蛇的足部已在当时呈现退化的趋势。这种蛇的形态与现代的陆生蜥蜴十分类似,而它所处的年代正好是蛇类从有足动物向无足动物进化的时期。

    科学家最近还发现,蛇足的消失是由于基因的变化引起的。科学家利用发出荧光的抗体来跟踪蟒胚胎中两种基因的表达。这两种基因属于HOX一类,可以控制骨架的生成。许多动物的HOX基因仅在骨架的一小段发生作用,蟒的HOX基因则不然,它在整个骨架都很活跃。这也就解释了蛇的纤细肢体的成因。
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    科学家也发现了导致蛇失去前肢的基因,这种基因控制着前肢组织的生成,但它发生了改变而未能尽职。蟒的后肢尚未长成就失去了脊骨组织,在研究人员引入了其他组织的脊骨中控制生长的基因后,蟒的后肢在24小时内就增长了30%。由此可见,如果恢复其中一种基因的功能,蟒也可以长出后肢。到时,“画蛇”也可以“添足”了。不仅如此,这一发现或许还能解释为何其他动物,如鲸、鳗鱼和一些蜥蜴等也没有前后肢。

    “双头蛇”之谜

    蛇虽然无足,但有时却会有两个头。

    目前,我国和世界上已有不少地方发现过“双头蛇”,其中在我国发现的有红点锦蛇、白条锦蛇、蝮蛇等种类。例如,山东莱州就曾发现并捕捉到了一条极为罕见的“双头蛇”。这是一条黄底黑花的无毒蛇,体长约30厘米,头长约2厘米,双头合在一起宽约2.5厘米。头与头之间底部有“蹼”相连,两头最大分距可达3.1厘米。有趣的是,这两个蛇头可同时饮水,但却不见一起进食。它们各有“主见”,经常发生矛盾。有时一个蛇头想进洞,另一个蛇头却反对,二者互不相让,经过一番争执之后,失败的“头”才无可奈何地随着胜利的“头”而去。
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    美国圣路易斯市的“世界水族馆”也曾饲养了一条罕见的双头灰鼠蛇。这条蛇名叫“我们”,具有双性生殖器官,成熟后的体长约为1.2米,宽约2.5厘米,身体呈白化,两个头部则为淡红色。一般双头蛇只有几个月的寿命,但由于“我们”的两个嘴都能进食并通往消化器官,再加上饲养人的悉心照料,它竟奇迹般地存活了8年才自然死亡。

    其实,双头蛇属于畸形动物,可能是基因突变所引起的,而其诱因则可能是胚胎在孵化时受到环境污染、温度变化,甚至放射性物质的照射等产生的影响,从而造成的畸形怪胎。

    “蛇吞象”的奥秘

    蛇类都是肉食性动物,有的一次可吞食几乎等于自身重量的食物,饱餐之后又可以在几天或十几天后再觅食。它的食物包括无脊椎动物中的蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、昆虫、蜘蛛以及脊椎动物中的鱼、蝌蚪、蛙、蜥蜴、蛇、鸟、兽等,还有的蛇类特化为专食鸟蛋。

    蛇类对食物都是不经任何咀嚼而整体地囫囵吞下。较小的猎物捕捉后直接吞下;较大的猎物捕捉后先用身体缠住、缢缩,使其窒息死亡后再吞食。毒蛇则在将毒液注入猎物体内,使其中毒麻痹后方才吞食。
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    “蛇吞象”是人们用来讽刺贪心不足的一个词汇,事实上,蛇类虽然不能“吞象”,但也经常吞食一些体型较大的猎物。在20世纪80年代初,香港新界地区有一条蟒闯进牛栏,把一头出生刚4天、重约12千克的小牛吞了下去。在突尼斯与利比亚边界,人们发现在一条长8米、重1000千克的蟒的腹中竟有两只羊。

    蛇为什么能吞下比自己大几倍的动物呢?这是因为它们的体内有一套特殊的构造。最明显的是头骨的变化,其颅骨结构及其与下颚关联的方式因适应吞食大型食物而殊为特化,颊部的上、下颞弓均缺失无迹,无泪骨、轭骨和上翼骨。方骨松懈地与颅骨连结,周围缺乏膜性硬骨的束缚,因而具有很大的活动范围。它的下颚的左、右两侧以韧带互连,可以左右展开,能造成蛇的嘴极度张大。人的嘴只能张大到30°的角度,可是蛇的嘴却可以张大到130°,甚至180°的角度。

    蛇吞食大型动物的时候,气管会被堵住吗?不会的。因为它喉头的开口处在口腔底部前方,这里也是气管开口的地方。蛇吞食猎物时,可以活动的喉头便伸到了口外,这样它就能自由呼吸,不必担心气管被堵住了。
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    此外,蛇的消化道也相应地变成了一条与身体一致的直通管道,而且消化道的肌肉非常富有弹性,肋骨之间也是分离的。这样一来,它们吞食的体型较大的猎物就可以在消化道中畅行无阻了。

    不过,如果猎物太大,也会出现意外的情况。例如,前面提到的在香港发生的蟒吞小牛事件中,蟒的胃就被牛腿撑破了。在蟒吞食鳄的时候,也有被破肚子的现象发生。

    神秘的“第六感”

    蛇类的视觉器官不发达,只在近距离感知运动的物体时才有效。蛇的听觉也比较差,但沿地面传来的声波可以通过方骨和耳柱骨传进内耳,所以蛇对振动极为敏感,这也是为什么眼镜蛇能随着耍蛇人的音乐而起舞摆动。

    嗅觉才是蛇类所依靠的感觉。它们细长、分叉的舌上没有味蕾,但有丰富的黏液和许多的感觉小体。蛇不用张口舌头就可以自由伸缩进出,俗称“吐信子”,并能在口外左右前后摆动,然后将收集到的空气中的化学物质,再送入口腔顶部犁鼻器的两个囊内进行分析处理,从而产生嗅觉。
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    更为厉害的是,一些蛇还进化出了一种人类所没有的感觉器官,可以感觉到周围环境中非常微弱的红外辐射,即热源,所以人们又把它称为红外眼。例如,五步蛇、蝮蛇、竹叶青、烙铁头等蝮亚科的蛇,在头部的两侧、鼻孔与眼之间有两个凹陷的窝,称为“颊窝”。颊窝膜把颊窝分隔为外室和内室,颊窝膜的上面分布着三叉神经末梢。内室由一细管通向眼前角,借助一小孔与外界相通,孔口有括约肌,保持与外界环境相同的温度,外室的开口直接与外界相通,朝向发出温热的物体,接收它发射出来的热射线。这样内外室温度不同在膜上形成温差产生电动势,通过神经传导到中枢,产生感觉。颊窝不但可以在一定距离内分辨出千分之几摄氏度的温度变化,而且还能确定发出热辐射物体的位置,这对于夜间摄食更为有利。

    除颊窝外,蟒科的部分种类在唇部有唇窝,也是一种热测位器,能感知百分之几摄氏度的温差。蝰亚科的某些蛇类在鼻孔上方有一个小窝,其神经分布与颊窝相似。

    这些蛇类凭借这种“第六感”可以判断周围的动静,辨别是猎物还是敌害。因此,即使把这些蛇的眼睛蒙起来,它们也能准确追踪并捕捉到猎物,或者躲避敌害的侵扰。对蛇的颊窝的结构和功能的仿生,在20世纪60年代就已应用到军事系统上了,例如著名的响尾蛇导弹等,就是根据蛇的红外眼——颊窝的原理研制成功的。

    【责任编辑】庞 云, 百拇医药(余夫)