自然界有很多天生自带“盔甲”的动物,譬如刺猬和蜗牛。
乌龟亦是如此,当危险来临时,它只需将手脚缩进背上的龟壳里,即可逃过一劫。
然而根据科学家研究,这副平平无奇的龟壳其实并不简单,内部隐藏着令人震惊的真相。
乌龟的龟壳到底有何乾坤,能让它被誉为世界上最诡异的动物之一呢?
龟壳的秘密
地球上的生物物种千千万,乌龟亦是其中一员。隶属于脊索动物门爬行纲龟鳖目的它,一向以行动缓慢、身负龟壳的形象示众。乌龟是动物界的“长寿星”,最长甚至能存活数百年。别看它平日里动起来慢吞吞,可一旦危险来临,乌龟必定会光速缩回龟壳,收起四肢和头。
也许有养乌龟的人会异想天开,乌龟天天背着那么沉重的龟壳,很影响它的正常行走。如果把这龟壳拆下来,是不是乌龟就能走快些了?龟壳之于乌龟而言除了避免伤害,貌似也没啥太大的用处。但实际上,乌龟的龟壳并不是后天长成的,而是一出生就直接成形了。
乌龟的龟壳从外表看就是由一堆深色的不规则碎片拼接成的“盔甲”,然而它的内部构造却十分特殊。甲壳生物中有一多半是节肢动物,但乌龟却是其中的“另类”,因为它的龟壳是由肋骨和胸腔闭合后形成的。换句话说,乌龟的骨架一整个都是长在其身体外部的。
不管穿山甲、犰狳这类通过演化而获得甲壳的脊索动物,还是其他类型的脊索动物,二者都存在一个共同特征。它们为了保护脊椎,会将脊椎神经藏匿在骨骼里,同时利用肌肉和表层的皮肤充当“防护罩”。也就是说,常规脊索动物的脊椎神经是在体内,但乌龟却刚好相反。
按照前面提到的假设,如果拆开乌龟的龟壳,那么当龟壳和乌龟身体分离的一刻,它胸腔内的内脏等重要器官也会显露出来。不同于同样拥有外骨骼的节肢动物,乌龟的演化历程是反常规的,因为它的骨骼组织是和龟壳融为一体的。
乌龟的龟壳中含有蛋白质、骨胶原、碳酸钙等多种成分,某种意义上来讲,它的龟壳更像是能灵活移动的加宽版肋骨。从大体上看虽然是一整块,但实则是由五十块不同大小的骨骼拼接而成。这些都是科学家从远古龟类化石中推出的结论,是具有一定事实依据的。
远古时代,乌龟的龟壳尽管还没有成形,但其肋骨已经开始增宽。长此以往,不断加宽的肋骨会慢慢演变成龟壳的外形,最终和乌龟的皮肉连结在一起。就像人类的生长过程一样,龟壳也会随着肋骨的加宽而逐年增大。
此外,有些情况下,部分乌龟的龟壳还会出现掉鳞的现象。就像蛇类会蜕皮一样,乌龟掉鳞片其实也是一种更新迭代的自然现象。随着年龄的增长,龟壳也需要换掉旧有的外层鳞片,从而加固龟壳的完整性。因此,诸位无需感到恐慌,掉鳞并不意味着乌龟身体出了问题。
典型的例子比如巴西龟,它的换壳周期为一年一次,具体时间根据自身条件而定。有些速度快得几天就能搞定,慢一些的则长达一个月。蜕壳期间,巴西龟必须时刻保护自身安全,直到进入成熟期后才会彻底结束蜕壳。如果这个过程中一旦被敌人袭击,那它则必死无疑。
因此,如果真的将乌龟的龟壳拆掉,那么它的骨骼组织也会被剥离。在这样的前提下,乌龟纵使有一百条命也得全耗光了。 可以说,龟壳在乌龟漫长的演化历程中扮演了关键角色。从进化论角度出发,龟壳是乌龟为了抵御风险自然诞生的产物,和蜗牛等动物是不一样的。
实际上,龟壳除了具有防范危险的作用外,其他优点也很突出。随着自然界的天气不断变化,乌龟也会通过龟壳来调节温度,时刻让自己处于一个相对安逸的生存状态。天晴时,龟壳可以帮乌龟吸收热量;天寒时,龟壳内储存的热量再释放,从而帮助乌龟抵御寒冷。
同时,乌龟的龟壳还具有储存营养和水分的功能。它们会提前在龟壳内储存一定量的营养与水分,以防范长期无法进食的风险。生活在野外的乌龟,难免会碰上找不到水塘、缺乏食物的突发情况。每到这个时候,乌龟的龟壳就会拿出“存粮”,让乌龟避免饿肚子的危机。
但世上没有十全十美的事物,不管是动物还是人,总会有一两个不太好的缺点。乌龟的龟壳也是这样,虽说它拥有许多好处,但也有一个弊端,那就是不能脱离。当乌龟遇到危险时,它没法靠“金蝉脱壳”逃脱,因为龟壳和它的骨肉融为一体,真要卸下来,乌龟也别想活命。
如前文所讲的那样,经过周而复始的演化,乌龟的龟壳已经成了行走的骨头架子。乌龟前胸的锁骨已经闭合,龟壳和乌龟的四肢、头颅紧密相连,可谓“牵一发而动全身”。这在无形中也给乌龟套上了一层枷锁,让其无法灵活运动,速度也逐渐变得慢吞吞了。乌龟的演变史
乌龟的祖先又是谁呢?这一点,在1887年德国古生物学家挖掘出的一块乌龟化石中或许能找到答案。这块化石来自于2.1亿年前的三叠纪晚期,所属物种是原颚龟(三叠龟)。因此在科学界,原颚龟被公认为现代龟类的祖先。
和现代龟类一样,原颚龟也具有独特的外骨骼保护结构,各项特征都与前者吻合。原颚龟化石的发现,证实了乌龟的龟壳早在2.亿多年前就已经有了雏形。那么,原颚龟是否真的和现代龟类存在血缘关系呢?如果是,那么乌龟的演化之路,是不是要比恐龙还要多上数年?
原颚龟化石
科学家对此进行了深入研究, 最终否定了乌龟龟壳早在2亿多年前就存在的假设。一方面,乌龟的龟壳既庞大又厚重,如果几亿年前的原颚龟就已经有了龟壳,岂不是很难在自然界生存?因此,假设并不成立。那么,和现代龟类构造相似的原颚龟,又是从何而来的呢?
经过比对,科学家认为原颚龟的祖先很可能是比其年代更早的远古爬行生物锯齿龙。锯齿龙生活在距今2.9亿年前,身长2.5米。体格庞大的锯齿龙,为了防范天敌的獠牙进化出了叠甲 ,其结构与原颚龟高度相似。但在2008年,我国贵州出土的乌龟化石,推翻了这一说法。
2008年在贵州出土的乌龟化石,时间比原颚龟还要早1000年。因为其细密而锋利的牙齿,科学家将这块化石命名为“半甲齿龟”。不过,虽然半甲齿龟也有甲壳,但甲壳确实长在腹部的,看起来更像是“半成品版”的现代龟类。
再往后,科学家又发现了距今2.8亿年前的正南龟。它虽然符合乌龟肋骨不断变宽的特征,但在演化过程中并未长出背甲和腹甲。随着研究深入,祖龟横空出世,它具有前胸锁骨完全闭合、肋骨宽厚的所有特征。至此,“正南龟-祖龟-原颚龟-乌龟”的演化路线正式形成了。
然而时至今日,乌龟的始祖之谜却依旧存在争议。根据爬行动物的基因图谱显示,乌龟和鸟类、鳄鱼或许是同一个来自二叠纪的远古生物的进化分支。此外,乌龟还具有颞颥孔,因而它的祖先不排除是某种鳞龙超目生物。
层出不穷的新发现,让科学家们不断刷新对乌龟始祖的猜测。2018年,我国出土的始喙龟化石又开辟了新方向,让乌龟的演化之路又覆上一层神秘的色彩。始喙龟演化出了部分喙状嘴,但原始牙齿仍有保留。但它并没有演化出甲壳,因此介于半甲齿龟和祖龟之间。
乌龟的起源真相到底如何?在21世纪发展高速的今天,科学家们仍在竭力攻克这一难题。虽然已经基本确定了乌龟的进化历程,但具体它的祖先属于哪种远古生物,为何会在演化过程中长出龟壳,仍旧是亟待解决的谜团。相信终有一天,这些都会大白于天下。