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看完烏龜的骨骼,你就能明白,它為啥會被稱為最詭異的動物之一了

2024-08-05科學

自然界有很多天生內建「盔甲」的動物,譬如刺猬和蝸牛。

烏龜亦是如此,當危險來臨時,它只需將手腳縮排背上的龜殼裏,即可逃過一劫。

然而根據科學家研究,這副平平無奇的龜殼其實並不簡單,內部隱藏著令人震驚的真相。

烏龜的龜殼到底有何乾坤,能讓它被譽為世界上最詭異的動物之一呢?

龜殼的秘密

地球上的生物物種千千萬,烏龜亦是其中一員。隸屬於脊索動物門爬行綱龜鱉目的它,一向以行動緩慢、身負龜殼的形象示眾。烏龜是動物界的「長壽星」,最長甚至能存活數百年。別看它平日裏動起來慢吞吞,可一旦危險來臨,烏龜必定會光速縮回龜殼,收起四肢和頭。

也許有養烏龜的人會異想天開,烏龜天天背著那麽沈重的龜殼,很影響它的正常行走。如果把這龜殼拆下來,是不是烏龜就能走快些了?龜殼之於烏龜而言除了避免傷害,貌似也沒啥太大的用處。但實際上,烏龜的龜殼並不是後天長成的,而是一出生就直接成形了。

烏龜的龜殼從外表看就是由一堆深色的不規則碎片拼接成的「盔甲」,然而它的內部構造卻十分特殊。甲殼生物中有一多半是節肢動物,但烏龜卻是其中的「另類」,因為它的龜殼是由肋骨和胸腔閉合後形成的。換句話說,烏龜的骨架一整個都是長在其身體外部的。

不管穿山甲、犰狳這類透過演化而獲得甲殼的脊索動物,還是其他型別的脊索動物,二者都存在一個共同特征。它們為了保護脊椎,會將脊椎神經藏匿在骨骼裏,同時利用肌肉和表層的皮膚充當「防護罩」。也就是說,常規脊索動物的脊椎神經是在體內,但烏龜卻剛好相反。

按照前面提到的假設,如果拆開烏龜的龜殼,那麽當龜殼和烏龜身體分離的一刻,它胸腔內的內臟等重要器官也會顯露出來。不同於同樣擁有外骨骼的節肢動物,烏龜的演化歷程是反常規的,因為它的骨骼組織是和龜殼融為一體的。

烏龜的龜殼中含有蛋白質、骨膠原、碳酸鈣等多種成分,某種意義上來講,它的龜殼更像是能靈活移動的加寬版肋骨。從大體上看雖然是一整塊,但實則是由五十塊不同大小的骨骼拼接而成。這些都是科學家從遠古龜類化石中推出的結論,是具有一定事實依據的。

遠古時代,烏龜的龜殼盡管還沒有成形,但其肋骨已經開始增寬。長此以往,不斷加寬的肋骨會慢慢演變成龜殼的外形,最終和烏龜的皮肉連結在一起。就像人類的生長過程一樣,龜殼也會隨著肋骨的加寬而逐年增大。

此外,有些情況下,部份烏龜的龜殼還會出現掉鱗的現象。就像蛇類會蛻皮一樣,烏龜掉鱗片其實也是一種更新叠代的自然現象。隨著年齡的增長,龜殼也需要換掉舊有的外層鱗片,從而加固龜殼的完整性。因此,諸位無需感到恐慌,掉鱗並不意味著烏龜身體出了問題。

典型的例子比如巴西龜,它的換殼周期為一年一次,具體時間根據自身條件而定。有些速度快得幾天就能搞定,慢一些的則長達一個月。蛻殼期間,巴西龜必須時刻保護自身安全,直到進入成熟期後才會徹底結束蛻殼。如果這個過程中一旦被敵人襲擊,那它則必死無疑。

因此,如果真的將烏龜的龜殼拆掉,那麽它的骨骼組織也會被剝離。在這樣的前提下,烏龜縱使有一百條命也得全耗光了。 可以說,龜殼在烏龜漫長的演化歷程中扮演了關鍵角色。從演化論角度出發,龜殼是烏龜為了抵禦風險自然誕生的產物,和蝸牛等動物是不一樣的。

實際上,龜殼除了具有防範危險的作用外,其他優點也很突出。隨著自然界的天氣不斷變化,烏龜也會透過龜殼來調節溫度,時刻讓自己處於一個相對安逸的生存狀態。天晴時,龜殼可以幫烏龜吸收熱量;天寒時,龜殼內儲存的熱量再釋放,從而幫助烏龜抵禦寒冷。

同時,烏龜的龜殼還具有儲存營養和水分的功能。它們會提前在龜殼內儲存一定量的營養與水分,以防範長期無法進食的風險。生活在野外的烏龜,難免會碰上找不到水塘、缺乏食物的突發情況。每到這個時候,烏龜的龜殼就會拿出「存糧」,讓烏龜避免餓肚子的危機。

但世上沒有十全十美的事物,不管是動物還是人,總會有一兩個不太好的缺點。烏龜的龜殼也是這樣,雖說它擁有許多好處,但也有一個弊端,那就是不能脫離。當烏龜遇到危險時,它沒法靠「金蟬脫殼」逃脫,因為龜殼和它的骨肉融為一體,真要卸下來,烏龜也別想活命。

如前文所講的那樣,經過周而復始的演化,烏龜的龜殼已經成了行走的骨頭架子。烏龜前胸的鎖骨已經閉合,龜殼和烏龜的四肢、頭顱緊密相連,可謂「牽一發而動全身」。這在無形中也給烏龜套上了一層枷鎖,讓其無法靈活運動,速度也逐漸變得慢吞吞了。烏龜的演變史

烏龜的祖先又是誰呢?這一點,在1887年德國古生物學家挖掘出的一塊烏龜化石中或許能找到答案。這塊化石來自於2.1億年前的三疊紀晚期,所屬物種是原顎龜(三疊龜)。因此在科學界,原顎龜被公認為現代龜類的祖先。

和現代龜類一樣,原顎龜也具有獨特的外骨骼保護結構,各項特征都與前者吻合。原顎龜化石的發現,證實了烏龜的龜殼早在2.億多年前就已經有了雛形。那麽,原顎龜是否真的和現代龜類存在血緣關系呢?如果是,那麽烏龜的演化之路,是不是要比恐龍還要多上數年?

原顎龜化石

科學家對此進行了深入研究, 最終否定了烏龜龜殼早在2億多年前就存在的假設。一方面,烏龜的龜殼既龐大又厚重,如果幾億年前的原顎龜就已經有了龜殼,豈不是很難在自然界生存?因此,假設並不成立。那麽,和現代龜類構造相似的原顎龜,又是從何而來的呢?

經過比對,科學家認為原顎龜的祖先很可能是比其年代更早的遠古爬行生物鋸齒龍。鋸齒龍生活在距今2.9億年前,身長2.5公尺。體格龐大的鋸齒龍,為了防範天敵的獠牙前進演化出了疊甲 ,其結構與原顎龜高度相似。但在2008年,中國貴州出土的烏龜化石,推翻了這一說法。

2008年在貴州出土的烏龜化石,時間比原顎龜還要早1000年。因為其細密而鋒利的牙齒,科學家將這塊化石命名為「半甲齒龜」。不過,雖然半甲齒龜也有甲殼,但甲殼確實長在腹部的,看起來更像是「半成品版」的現代龜類。

再往後,科學家又發現了距今2.8億年前的正南龜。它雖然符合烏龜肋骨不斷變寬的特征,但在演化過程中並未長出背甲和腹甲。隨著研究深入,祖龜橫空出世,它具有前胸鎖骨完全閉合、肋骨寬厚的所有特征。至此,「正南龜-祖龜-原顎龜-烏龜」的演化路線正式形成了。

然而時至今日,烏龜的始祖之謎卻依舊存在爭議。根據爬行動物的基因圖譜顯示,烏龜和鳥類、鱷魚或許是同一個來自二疊紀的遠古生物的前進演化分支。此外,烏龜還具有顳顬孔,因而它的祖先不排除是某種鱗龍超目生物。

層出不窮的新發現,讓科學家們不斷重新整理對烏龜始祖的猜測。2018年,中國出土的始喙龜化石又開辟了新方向,讓烏龜的演化之路又覆上一層神秘的色彩。始喙龜演化出了部份喙狀嘴,但原始牙齒仍有保留。但它並沒有演化出甲殼,因此介於半甲齒龜和祖龜之間。

烏龜的起源真相到底如何?在21世紀發展高速的今天,科學家們仍在竭力攻克這一難題。雖然已經基本確定了烏龜的前進演化歷程,但具體它的祖先屬於哪種遠古生物,為何會在演化過程中長出龜殼,仍舊是亟待解決的謎團。相信終有一天,這些都會大白於天下。