今天全球存在超过4000种蛇类，均源于经过重大改造的蜥蜴祖先。然而，科学家们仍未全部理解蛇类如何演化出其修长、无肢的身体。由于早期蛇化石十分稀有，研究人员在确定哪些环境和行为塑造了它们的进化时面临困难。多年来，讨论围绕两种主要可能性展开。一些科学家提出蛇类首先在适应地下生活时变得修长且无肢，而另一些人则认为其身体结构是在水域环境中出现。发表在《自然》杂志上的新研究表明，答案更加复杂。早期的蛇类似乎并没有遵循单一的生态路线，而是占据了几种栖息地并发展出不同的感官适应能力。普林斯顿大学助理教授Tiago Simões表示：“我们的研究结果表明，早期蛇类在大约8000万年前的晚白垩世时期，已经实现了显著的生态及形态多样性。” 一具保存极好的古老蛇类 研究人员检查了来自巴西东南部晚白垩纪沉积物中新识别的蛇类物种，约有8000万年历史。名为Tametara mirim，该物种是有史以来发现的最完整的蛇化石骨架之一。通过计算机断层扫描与电影3D渲染，研究团队创建了该样本的详细数字重建。扫描显示了头骨、脊椎和脑内铸体的特征，这些在仅从暴露的骨头研究时是很难做到的。赫尔辛基大学生命科学研究所的博士后研究员Simone Macrì和研究主任Nicolas Di-Poï共同指导了脑部解剖的重建与比较研究。他们的工作将早期蛇类的神经解剖学与其感官能力、栖息地和进化历史联系起来。 化石脑揭示不同生活方式 该团队将Tametara与阿根廷发现的另一种化石蛇Dinilysia patagonica进行了比较。比较显示这两种物种的脑结构截然不同，暗示它们适应了不同的生活方式。“这两种蛇的脑型有着惊人的差异，无论是彼此之间，还是与大多数其他研究的蛇相比。脑部形状和骨微观结构得出了相同的结论：Tametara适应于挖掘，而Dinilysia适应于地面生活。结合海洋沉积物的证据，研究结果揭示了早期蛇类进化过程中挖掘、陆地和海洋生活方式之间的多次转变。不同的谱系较早地探索了不同的栖息地，这比之前认为的要早得多。”研究主任Nicolas Di-Poï总结道。研究结果表明，早期蛇类的进化涉及地下、陆地和海洋环境之间的多次迁移。不同蛇系并没有朝着一种标准的身体形式或感官系统发展，而是发展出适合不同生态环境的适应性。“脑部比骨架传达了更丰富的故事。通过结合基于计算机断层扫描的脑重建与来自现存蛇的资料，我们可以显示早期蛇类并没有简单地朝着一种现代状态发展，而是在不同的感官和生态策略中进行试验。这意味着早期蛇类并没有遵循单一的进化路径，”研究员Simone Macrì表示。 蛇类进化的更广阔视野 该研究由普林斯顿大学的Tiago Simões领导，主要作者包括赫尔辛基大学的Nicolas Di-Poï和圣保罗大学的Annie Hsiou，以及一支国际合作团队。