小蛇蛇，你的腿到哪裡去了？

（作者：冉浩，《十萬個為什麼》動植物篇科學作者，廣西師範大學珍稀瀕危動植物生態與環境保護教育部重點實驗室特聘研究員，原創作品，轉載請註明出自知識就是力量微信公眾號）

「畫蛇添足」的故事，很多小朋友們都耳熟能詳，這個成語比喻做了多餘的事，非但無益，反而不合適，也比喻虛構事實，無中生有。但是聽完這個有趣的故事後，好多小朋友們都會好奇，不禁提出這樣的一個疑問：蛇為什麼沒有腿呢？為什麼蛇沒有腿還能自如移動呢？今天就和大家一起去探秘！

蛇沒有腿，而它偏偏又獲得了極大成功，在陸地脊椎動物中堪稱另類。是什麼原因讓它們做出如此具有魄力的選擇，毅然放棄了重要的肢體？近年來，對蛇類演化已成為科學家的關注熱點之一。

「S」型步法

沒有腿，蛇的步法自然與其它脊椎動物不同。它們通過腹部與地面的摩擦來前進，依靠「S」形的步法，在地面「遊動」。為此，蛇的身體發生了極大的變化，它的臟器發生了削減，肺只剩下一片，肝臟也少了一個葉。進而獲得的優勢就是，極大的通過能力——不管草叢樹杈還是磚縫地溝，別的動物擠不進去的地方蛇都能進，逃生和捕獵都大為方便，更是讓諸多仰仗洞穴的鼠輩叫苦不迭。

然而，出自爬行動物之門的蛇，祖先肯定是有腿的，何況還有證據——一些現生的蟒類體內還存在著肢體的殘留。

（較原始蛇類與進步蛇類對比圖）

化石證據也支持這一說法，在距今0.9億年前的白堊紀地層發現的古蛇類Najash rionegrina至少是具有兩條外顯後腿的蛇類；而來自更早的侏羅紀或白堊紀早期的蛇類甚至還有4條小短腿，雖然可能已經無法走路，但這些短腿應該還能抓握東西。

（Najash rionegrina的復原圖，它被認為是一種穴居蛇類）

（纏繞在銀杏樹上的Portugalophis lignites復原圖，它來自侏羅紀晚期，注意它的小短手哦 / Julius Csotonyi繪）

（這條略有陰森風格的蛇Diablophis gilmorei也來自侏羅紀晚期 / Julius Csotonyi繪）

（來自侏羅紀晚期或白堊紀早期的Parviraptor estesi在水中遊動 / Julius Csotonyi繪）

很可能，蛇類在距今1.67億到1.4億年前的時候開始演化，到了侏羅紀晚期或白堊紀早期時已經開始走向繁榮。而它們腿部縮短的直接原因可能就是生活方式的改變——早期蛇類很可能傾向於穴居，這使得四肢反而成了累贅。自然選擇的力量，開始逐漸篩選掉那些具有修長四肢的傢伙和它們的基因……當蛇類返回地面的時候，它們已經找不回曾經發達、強壯的四肢了。

基因層面有解讀

「S」型步法

「S」型步法

科學家同樣試圖從基因的層面來解讀蛇失去四肢的原因，尋找被自然選擇作用過的基因，從遺傳學的層面來回答這個問題。以加州大學亞歷克斯·維塞爾（Axel Visel）的團隊為代表，突破口似乎在一點點呈現。

維塞爾等的突破口是一個稱為「ZRS」的DNA序列，它能夠影響動物四肢的發育。不同物種的ZRS序列存在區別。他們對比了6種蛇類同12種脊椎動物在ZRS上的區別，發現，在緬甸蟒（Python molurus bivittatus）和紅尾蚺（Boa constrictor）這類具有後肢殘存痕迹的蛇類中，ZRS的核心序列與四腳的蜥蜴類相似度較高，而其他蛇類則相反，甚至已經完全缺失了核心序列。

接下來，在小鼠身上，ZRS的功能驗證試驗開始了。科學家首先使用基因編輯技術將小鼠自己的ZRS序列敲除掉，然後用各種其他物種的ZRS進行替補，結果發現，一旦用上了蛇類的ZRS，小鼠的四肢就不能發育了，於是「蛇鼠」出現了……

（兩周大的正常鼠（上）和「蛇鼠」（下）。）

進一步的研究發現，這6種蛇類的ZRS比其他動物普遍缺少了12個鹼基對，也就是一小截DNA序列。那是不是這一小截序列的缺失造成的？當科學家把這截DNA補回去以後，再將新的ZRS移植給「蛇鼠」以後，四肢又回來了……

不過，他們可不認為把新的ZRS移植給蛇，蛇就能長出四肢來。因為，在這個漫長的生物演化過程中，發生了變化的基因或DNA序列肯定不止一個，蛇失去腿是一個逐漸發生的過程，我們只是找到了其中一個非常重要的位置，但仍沒有完全將謎題解開。

編輯：劉偉瓊

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