这条一亿年前的蛇长有后腿,以及一块改写了演化历史的消失骨骼

近一亿年前,蛇并非我们今天所熟知的修长无肢生物——它们仍长有后肢,甚至拥有在现代物种中几乎消失殆尽的颧骨。产自阿根廷的一具保存极为完好的内乌肯蛇(Najash rionegrina)化石,彻底改变了科学家对蛇类起源的认知,表明早期蛇类是体型巨大、嘴巴宽大的捕食者,而非微小的穴居者。

这些发现也对关于蛇类起源的一种流行的旧观点提出了挑战。Najash提供的证据表明,蛇类并非始于小型的穴居动物,而是指向了体型较大、嘴巴宽阔的现代蛇类祖先。化石还显示,在现今大多数无肢蛇类兴起之前,早期蛇类保留其后肢的时间很长。

“我们的发现支持这样一种观点,即现代蛇类的祖先是大体型和大嘴巴的——而不是以前认为的小型穴居形态,”该研究的主要作者、阿根廷布宜诺斯艾利斯马伊莫尼德斯大学阿萨拉基金会的Fernando Garberoglio解释道。“这项研究还揭示,早期蛇类在现代蛇类起源之前保留了很长一段时间后肢,而现代蛇类绝大多数是完全无肢的。”

一亿年前化石中隐藏的头骨细节

研究中描述的化石蛇类来自北巴塔哥尼亚,与生活在冈瓦纳大陆上的一个古老南方谱系密切相关。研究人员表示,该类群似乎仅与现今仍存的少数几种不寻常的蛇类有关。为了在不损坏标本的情况下观察其内部,团队使用了微型计算机断层扫描技术。这使他们能够以极高的细节重建头骨,包括神经和血管的路径以及埋在岩石内部的骨骼。

这种细节水平有助于解决一场长期的解剖学争论。科学家们几代人都误解了蛇类及其亲缘物种的颧骨,而Najash化石提供了直接证据来纠正这一记录。该研究的作者认为,这些新发现的头骨和骨骼阐明了最终产生现代蛇类高度特化头骨的骨骼缺失顺序。

“这项研究彻底改变了我们对蛇类和非蛇类蜥蜴颧骨的理解,”该研究的合著者、生物科学系以及地球与大气科学系教授Michael Caldwell说。“在经历了160年的错误之后,这篇论文不是基于猜测,而是基于经验证据,纠正了这一非常重要的特征。”

“这项研究对于理解现代和古代蛇类头骨的演化至关重要,”Caldwell补充道。

 

题为“白垩纪有肢蛇类Najash的新头骨与骨骼,以及现代蛇类身体构型的演化”的论文于2019年发表在Science Advances上。

后来的研究为蛇类起源的故事增添了更多转折

2019年Najash论文发表后的研究让这个故事变得更加有趣。2020年,古生物学家描述了Boipeba tayasuensis,这是一种来自巴西的白垩纪晚期盲蛇。该化石将盲蛇的记录推向了恐龙时代更深的时期,并表明一些早期盲蛇比它们现存的亲缘物种要大得多,长度超过1米。这一发现支持了这样一种观点:冈瓦纳大陆早期的部分蛇类演化比曾经认为的更加多样化,而且体型往往更大。

随后,在2023年,另一项Science Advances研究通过重建现存有鳞目动物和化石蛇类的大脑,从一个完全不同的角度探讨了蛇类的起源。这项工作表明,冠群蛇类(意指产生了现存蛇类的类群)的祖先可能已经适应了穴居生活,同时也表现出机会主义行为。结果并没有干脆利落地解决争论,而是表明蛇类的起源可能是复杂的,蛇类家族树的不同分支保留了关于体型、栖息地和进食方式如何演化的不同线索。

2025年的一项Nature研究通过描述一种来自苏格兰的中侏罗世有鳞目动物,增加了更多背景信息,该动物具有蜥蜴和蛇类特征的惊人混合。作者发现,早期有鳞目动物的演化涉及大量的解剖学实验和趋同演化,这有助于解释为什么仅凭化石很难解开最早的蛇类故事之谜。

为什么Najash仍然重要

即使有了后来的这些发现,Najash仍然是了解蛇类演化关键阶段最清晰的窗口之一。它捕捉到了蛇类仍有后肢、在某些方面仍保留着更像蜥蜴的头骨、且尚未完全获得其现代后代所具有的身体构型的时刻。正是这种组合使得该化石如此珍贵。它不仅展示了一条古老的蛇。它展示了一条处于过渡期的古老蛇类。

阿尔伯塔大学将这项工作描述为其理学院作为研究和教学主要中心的更广泛使命的一部分,重点是通过课堂、实验室和实地研究来推进知识。