早期蛇到底是穴居、游泳還是爬行？8000萬(wàn)年前巴西化石暗示：三種可能都有

2020年的一天，巴西圣保羅州普魯?shù)翘乜偨y(tǒng)市附近的一座采石場(chǎng)里，古生物學(xué)家正小心地敲開(kāi)一塊石灰?guī)r。當(dāng)巖石沿著天然裂隙裂開(kāi)時(shí)，所有人屏住了呼吸——巖石內(nèi)部，一條近乎完整的蛇骨骼呈現(xiàn)在眼前。這不是破碎的幾塊脊椎骨，而是一具從頭到尾幾乎保持天然關(guān)節(jié)連接的骨架，甚至連最脆弱、最容易在化石形成過(guò)程中被壓扁塌陷的顱骨，都像被時(shí)間凝固了一樣，保持著三維立體形態(tài)。

在南美洲發(fā)現(xiàn)這樣完整的中生代蛇化石，在科學(xué)史上還是第一次。全世界算下來(lái)，如此高質(zhì)量的三維保存蛇化石，在那個(gè)恐龍稱霸的年代，也不過(guò)寥寥幾件。

這塊后來(lái)被命名為“塔梅塔拉小蛇”（Tametara mirim）的化石，生活在距今約8500萬(wàn)至7500萬(wàn)年前的晚白堊世，正是恐龍時(shí)代的最后一個(gè)篇章。它身上攜帶著的細(xì)節(jié)，遠(yuǎn)不是一句“漂亮標(biāo)本”能概括的——當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)它進(jìn)行高分辨率CT掃描，并配合骨微觀結(jié)構(gòu)分析后，一個(gè)改寫(xiě)蛇類早期演化認(rèn)知的故事開(kāi)始浮出水面。

而這故事要回答的，是古生物學(xué)界吵了上百年的一個(gè)問(wèn)題：最早的蛇，究竟是在哪里開(kāi)啟它們無(wú)腿之旅的？

“蛇本質(zhì)上是一種被高度特化了的蜥蜴。”論文合著者、澳大利亞維多利亞博物館研究所的羅伊·埃貝爾博士這樣解釋。他的措辭雖然平淡，卻點(diǎn)出了蛇類起源的核心懸念——在恐龍時(shí)代的某一天，一支蜥蜴類群選擇了一個(gè)截然不同的演化方向：它們放棄了四肢，把身體拉得極長(zhǎng)。用更直白的話說(shuō)，原本用四條腿奔跑的動(dòng)物，怎么就變成了一根會(huì)移動(dòng)的繩子？

而這個(gè)“為何如此”的問(wèn)題，困擾了古生物學(xué)家一個(gè)多世紀(jì)，并催生出三種彼此競(jìng)爭(zhēng)的假說(shuō)。每一種都試圖為無(wú)腿的身體形態(tài)找到一個(gè)恰當(dāng)?shù)墓δ苄岳碛伞?/p>

第一種假說(shuō)指向海洋。支持者認(rèn)為，最早的蛇是水生動(dòng)物，它們像現(xiàn)代的鰻魚(yú)一樣，用修長(zhǎng)無(wú)肢的身體在水中蜿蜒前行。在這種場(chǎng)景下，四肢反而會(huì)成為游泳的累贅，退化掉才是更合理的選擇。古生物記錄中，確有一些早期海生爬行動(dòng)物，為了適應(yīng)水下生活，肢體出現(xiàn)顯著縮小甚至消失的趨勢(shì)；如果把這套邏輯套用到蛇的祖先身上，那么蛇先下水、后丟掉四肢，聽(tīng)起來(lái)也順理成章。

第二種假說(shuō)把舞臺(tái)搬到了地表。樹(shù)葉堆、草叢、倒木下的縫隙——這些由復(fù)雜低矮植被構(gòu)成的迷宮般環(huán)境，才是長(zhǎng)出超長(zhǎng)身體的理想背景。在這種環(huán)境里，與其用四條腿在密集的障礙物間磕磕絆絆，不如拉長(zhǎng)身體、縮小甚至舍棄外露的四肢，靠腹部貼地滑動(dòng)或扭動(dòng)穿過(guò)狹窄空隙。現(xiàn)代不少石龍子科的蜥蜴，就展示出類似趨勢(shì)：它們身體變長(zhǎng)，四肢退化，在落葉堆和松軟土壤中穿梭自如。

第三種假說(shuō)則指向地下。這派學(xué)者認(rèn)為，最早的蛇走的是一條“頭先入土”的路線。它們?yōu)榱算@進(jìn)松軟的泥土或落葉層下生活，把身體拉得越來(lái)越長(zhǎng)，四肢反而會(huì)成為挖掘時(shí)的阻礙，于是被演化逐漸淘汰。今天還能看到很好的活例子——盲蛇類的許多成員，就終生過(guò)著這種頭朝下鉆進(jìn)土里尋找螞蟻和白蟻巢穴的生活，它們不僅看不見(jiàn)、幾乎無(wú)腿，甚至頭骨都被加固成微型掘進(jìn)工具。

這三種假說(shuō)都各有道理，但過(guò)去百余年里誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí)，關(guān)鍵原因在于：證據(jù)太少了。目前已發(fā)現(xiàn)的、來(lái)自那個(gè)關(guān)鍵時(shí)期的早期蛇類骨骼化石，加起來(lái)還不到十具。用埃貝爾博士的話來(lái)說(shuō)，就是“這場(chǎng)爭(zhēng)論的證據(jù)一直僅靠極少量化石支撐”。想用這么點(diǎn)可憐的材料去還原蛇類祖先的完整生活畫(huà)像，難度不言而喻。

塔梅塔拉小蛇的出現(xiàn)，一下子打破了這種“無(wú)米下鍋”的困境。這也是為什么研究團(tuán)隊(duì)把這件標(biāo)本看得如此之重——這已不是單純的“又多發(fā)現(xiàn)一件化石”的增量故事，而是從研究方法上提供了兩位全新的“證人”。

首先是顱骨。蛇類顱骨因?yàn)楣趋澜Y(jié)構(gòu)纖細(xì)、縫合松散，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)間中極難完整保存。塔梅塔拉小蛇的顱骨不僅整體形態(tài)猶在，而且內(nèi)部細(xì)節(jié)驚人地完整。研究人員利用高分辨率CT掃描技術(shù)，對(duì)整塊顱骨進(jìn)行了逐層虛擬切割，最終將這顆小蛇的腦顱腔、三對(duì)顱神經(jīng)通路以及內(nèi)耳的精細(xì)結(jié)構(gòu)，以三維數(shù)字模型的形式重建出來(lái)。他們自己評(píng)價(jià)說(shuō)，以往從沒(méi)有在一件“莖干蛇”材料中得到過(guò)如此完整的腦部解剖信息。

“莖干蛇”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，指的并不是“長(zhǎng)得像植物”的蛇，而是一類比現(xiàn)存所有