為何蛇在進化過程中沒有形成正常的視覺系統卻有了蛇信子系統?

如題,蛇的生存環境跟其他陸地生物基本都是一樣的,沒有特殊性,為何在進化過程中沒有形成正常的視覺系統卻有了信子這個奇特的感知系統?


蛇身體修長而無足,這樣的形態暗示蛇的早期進化可能是在地下。化石研究也提供了相關證據:

「從蛇類化石的研究中,學者認為蛇類是白堊紀時代的洞棲蜥蜴一系演化而成的,例如巨蜥或其它鄰近種類。一條早期被發現並被命名為「Najash rionegrina」的蛇類化石,相信是以雙足活動的洞棲性生物,它的身體已經擁有薦骨,而且其生活習性完全是陸行性的。」

「由於這些遠古生物是生活於地洞中的,它們的四肢逐漸退化消失,其身體亦變得更強調流線型,方便進出於地穴之間。根據這個假設,蛇類的一些特徵如其擁有透明的眼膜(功能類似眼瞼)、欠缺外耳等,都能解釋是為了方便它們在地穴行動的特性而演化成的。另外還有一些上古時代的蛇類是擁有後肢的,但它們身體的盆骨與脊椎之間卻沒有直接的聯繫,這類蛇包括厚針龍及真足蛇等,其存活歷史相信比「Najash」化石更為久遠。」

真足蛇化石

以上引用資料及圖片來源:維基百科。

既然生活在黑暗的洞中,視覺顯然作用不大,所以就退化了。

現代的蛇重新回到地面,但視覺已經退化,卻發展了蛇信之類的感官,因此也能適應地面生活,要重新恢復視覺,道阻且長,還需要運氣。目前有個別樹棲的蛇視力相對好點,但跟其它大多數陸棲脊椎動物相比還是差不少。

其實類似的進化過程也發生在哺乳動物上。絕大多數蜥形綱動物——鳥類,恐龍,鱷魚,蜥蜴,以及它們的祖先兩棲類,都是擁有四色視覺的辨色高手,我們哺乳動物的祖先合弓綱動物作為兩棲動物的後代,相信也是四色視覺的。

但在大滅絕事件(發生於二疊紀三疊紀之交)之後,我們的祖先合弓綱從陸地霸主的地位跌落下來,大部分在大滅絕事件中滅絕了,倖存的則在整個中生代被後起的恐龍生態壓制,被迫成為夜行的小動物。而這一段黑暗的歷史,給合弓綱唯一倖存至今的後代——哺乳動物身上留下了深深的烙印。

幾乎所有哺乳動物都是二色視覺——它們在黑夜中丟失了兩種色覺的視錐細胞,把更多的空間騰出來給靈敏度高但沒有辨色能力的視桿細胞,因為在黑暗中色覺作用不大,而感受弱光的能力特別重要。

所以絕大部分哺乳動物都是紅綠色盲,只有靈長目在後來的進化中重新進化出了第三種色覺——為了分辨水果是否成熟,而這個第三色覺並非對以前四色視覺中某色覺的恢復,而是通過對紅色視覺的微小改造獲得了感受綠色的能力,但這個基因突變並不穩定,所以現在人類中還有相當高比例的紅綠色盲。哺乳動物色覺的發展過程也證明了一點:一旦丟失的性狀要想重新獲得,其實是不容易的。

但夜行也讓哺乳動物獲得了一些額外的能力。前面提到,哺乳動物犧牲了色覺以獲得夜視能力。即使像人這樣夜視相對比較差的哺乳動物,在夜裡的視力也是遠勝幾乎所有鳥類的(你如果不信,可以試一下在很黑的夜晚去抓只雞或者別的任何鳥,但不包括貓頭鷹)。

哺乳動物空前強大的嗅覺也是拜夜行所賜——鼻子,就是哺乳動物的「蛇信」。與哺乳動物和蛇的嗅覺比起來,鳥類在這方面就實在太遜了。


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