什么蛇这么秀,竟然在头顶开了个洞来呼吸?

时间:2019-09-29 来源:www.ruevente.com

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世界很大,难怪。没有,一条名叫Hydrophis cyanocinctus的蛇被发现通过前额的洞呼吸。

这个3米长的生物,生活在澳大利亚和亚洲的沿海水域,可以通过鼻子和额头皮肤下面的一组特殊的血管吸氧。血管网的工作原理与鱼竿非常相似。这一结构最初是在海蛇中发现的,这表明海蛇在适应海洋生物方面经历了巨大的变化。

从进化的角度看,海蛇是水生生物中比较年轻的一种。是1600万年前从陆生蛇进化而来的,比5000多万年前出现的鲸鱼和儒艮等海洋哺乳动物要年轻得多。

然而,令人难以置信的是,已知的60种海蛇经历了一系列惊人的变化,以适应海洋生物。舌下盐腺;向上的鼻孔可以通过阀门密封;游泳的桨状尾巴,具有吸收氧气并通过皮肤释放二氧化碳的能力。

有些海蛇甚至在尾巴的尖端上开发了光传感器,也许是为了避免身体隐藏在裂缝中时被掠食者吃掉。

头骨上有一个神秘的孔

然而,海蛇拥有的进化神奇的变化远不止于此。正如9月3日《皇家学会开放科学》杂志所报道的那样,Hydras cyanocinctus的前额具有类似的结构。

第一个不寻常的迹象是,该物种的头骨顶部有一个奇怪的洞(或“洞”)。这个洞让人想起在某些蜥蜴物种中发现的“松树松树洞”,其中包含一个名为颅眼的微小光敏器官。海蛇可以有这样的结构吗?

成年的Anolins carolinensis头颅骨顶部清晰可见|维基百科

到目前为止,人们从未在现代蛇中找到类似的结构。此外,人们普遍认为,蛇的祖先至少在一亿年前就失去了松果树洞。这是告诉我们的最古老但仍完整的蛇化石。

但是,由于某些海蛇的尾巴上有感光器官,因此我们不能排除感光器官重新出现在颅骨位置的可能性。毕竟,蛇是从蜥蜴进化而来的。

不是眼睛,而是肺

我们决定更仔细地研究青海海蛇头部的奇怪洞,因此我们从越南获得了一些活体标本,海蛇通常在鱼市场上作为食品出售。通过将传统方法与计算机辅助方法相结合,我们生成了孔周围软组织的图像。

这些图像表明,青海蛇没有颅眼。穿过头骨的神秘洞实际上是一个大血管(有时是两个)。血管向前行进,并分支成一个复杂的静脉和血管窦网络,紧邻额头和鼻子的皮肤。

然后,我们使用相同的方法检查了其他陆生蛇和海蛇,但没有一个发现青海海蛇的血管网络。

尽管所有蛇的皮下都有血管网,但青海海蛇的特殊之处在于其血管特别大,几乎所有血管都汇聚成一条进入大脑的大静脉。

鳃在额头上

考虑到海蛇可以通过皮肤呼吸,这些奇怪的血管网络已广为人知。海蛇动脉中的氧气浓度远低于周围的海水,因此氧气可以通过皮肤扩散到血液中。

然而,动脉血液中的低氧水平可能会引起问题,因为大脑可能无法获得所需的氧气。海蛇额头和鼻子上的密集网络有助于从海水中吸收氧气,并在水下游泳时将其重新分布到大脑来解决这个问题。

如果你觉得这听起来像鱼的鳃一样,那你想对了。尽管海蛇和鱼之间存在巨大的进化距离,但青环海蛇已经设法进化出了与鳃大致相同的呼吸系统。

说真的,这些蛇可真是名副其实的海洋生物了。

编译来源:

1.

作者:Alessandro Palci, Kate Sanders

翻译:莫轩

编辑:八云

校对:窗敲雨

一个AI

真脑洞大开

ID:Guokr42

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世界之大,无奇不有。这不,一种名叫青环海蛇(Hydrophis cyanocinctus)的蛇,就被发现能通过额头上的洞来呼吸。

这种3米长的生物,生活于澳大利亚和亚洲沿海水域,可以通过其鼻子和前额皮肤下方的一组特殊的血管吸取氧气。血管网络与鱼鳃的工作方式非常相似,这个结构首次在海蛇中发现,表明海蛇在适应海中生活的过程中发生了巨大的改变。

从进化的角度来看,海蛇是水生生物中相对年轻的物种 大约1600万年前从陆地蛇演化而来,比5000多万年前出现的鲸和儒艮等海洋哺乳动物年轻得多。

然而,不可思议的是,已知的60来种海蛇为了适应海水中的生活,发生了一系列令人惊叹的变化 舌下的盐腺;可以通过瓣膜密封的朝上的鼻孔;便于游泳的桨状尾部以及通过皮肤吸收氧气和释放二氧化碳的能力。

一些海蛇甚至在尾巴的尖端上进化出了光传感器,这可能是为了避免身体部分隐藏在裂缝中时被捕食者吃掉。

头骨上有一个神秘的洞

然而,海蛇所拥有的进化上的神奇的改变,远不止这些。正如9月3日《皇家学会开放科学》 杂志上报道的那样,青环海蛇(Hydrophis cyanocinctus)的额头上有一套类似鳃的结构。

第一个不同寻常的标志是这个物种的头骨顶上有一个奇怪的洞(或者说是“孔”)。这个洞让人联想起在一些蜥蜴物种中发现的“松果孔”,其中包含一个叫做颅顶眼的微小光敏器官。海蛇也能有这样的结构吗?

成年安乐蜥(Anolis carolinensis)头顶上的颅顶眼清晰可辨 | Wikipedia

至今为止,人们从未在现代蛇中发现类似的结构。而且,通常认为,蛇的祖先至少在1亿年前就失去了松果孔 这是最古老的还算得上完整的蛇类化石告诉我们的。

然而,由于一些海蛇的尾巴有光敏感器官,我们不能排除光敏器官再次出现在颅骨位置的可能性 毕竟,蛇确实是从蜥蜴进化而来的。

不是眼睛,而是肺

我们决定更仔细地研究一下青环海蛇头上那个奇怪的孔,于是从越南获得了一些活体标本,那里海蛇通常作为食物在鱼类市场出售。通过结合传统方法和计算机辅助的方法,我们生成了孔周围软组织的图像。

这些图像显示青环海蛇并没有颅顶眼。贯穿其头骨上神秘的洞的其实是一个大血管(有时是两个)。这条血管向前行进并分支成一个复杂的静脉和血管窦网络,血管网络紧挨着前额和鼻子的皮肤。

然后,我们使用相同的方法检查了其他陆生蛇类和海蛇,但都没有发现青环海蛇那种血管网络。

虽然所有蛇的皮肤下都会出现血管网络,但青环海蛇的特别之处在于它的血管特别大,并且几乎所有的血管都汇聚到一条进入大脑的单个大静脉。

额头上的鳃

考虑到海蛇可以通过皮肤呼吸,这些奇怪的血管网络就很好理解了。海蛇动脉中的氧气浓度比周围的海水低得多,于是氧气可以通过皮肤扩散进入血液。

然而,动脉血液中的低氧水平可能会引起问题,因为大脑可能无法获得所需的氧气。海蛇额头和鼻子上的密集网络有助于从海水中吸收氧气,并在水下游泳时将其重新分布到大脑来解决这个问题。

如果你觉得这听起来像鱼的鳃一样,那你想对了。尽管海蛇和鱼之间存在巨大的进化距离,但青环海蛇已经设法进化出了与鳃大致相同的呼吸系统。

说真的,这些蛇可真是名副其实的海洋生物了。

编译来源:

1.

作者:Alessandro Palci, Kate Sanders

翻译:莫轩

编辑:八云

校对:窗敲雨

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