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台湾研究海蛇的先驱杜铭章:海蛇的起源故事与“特异功能”

发布时间:2020-05-05 08:36   作者: admin

归于「真海蛇」的饭岛氏海蛇(Emydocephalus ijimae)的鼻孔有瓣膜。拍摄:杜铭章

归于「真海蛇」的饭岛氏海蛇(Emydocephalus ijimae)的鼻孔有瓣膜。拍摄:杜铭章

据国家地舆网址(杜铭章):“我第一次知道黑背海蛇的皮肤能帮忙呼吸是在硕士时期,那时关于这样的才能真是惊讶万分......”

上一篇文章咱们谈到海蛇为何无法分散到大西洋。原因除了地舆屏障,也和它们的演化区域休戚相关。海蛇首要散布在西太平洋和东印度洋的热带及副热带海域,其间印太海域的珊瑚大三角不光是海蛇品种最多的区域,也是海蛇的种源与分散中心。

分子生物学的依据显现全世界的海蛇(共约70种)并非来自一起先人。大约在2000万至1500万年前,东南亚的陆栖环蛇(雨伞节为典型代表)演化成两个分支。其间一个分支演变成如今的「海环蛇」(sea krait),并承继了卵生的特性,所以有必要回到陆地产卵。或许便是这种约束让它们无法全面习惯海洋日子,所以到现在只演化出八个品种。另一个分支则进入澳洲大陆成为如今澳洲陆栖毒蛇的先人。大约在800万至600万年前,某种胎生的澳洲陆栖毒蛇又进入海洋演化成如今的「真海蛇」(true sea snake)。胎生的特性让它们彻底不受陆地约束,并快速分散与辐射演化出约60个品种,其间一种乃至能跟着洋流流浪遍地,也便是咱们上一篇说到的黑背海蛇(Pelamis platurus)。科学家预算这种海蛇大约在300万至100万年前才演化出来,比巴拿马地峡(Isthmus of Panama)彻底离隔太平洋和大西洋的时刻点(约450万年前)还晚了约150万年以上。

海环蛇和真海蛇虽来自不同先人,却要面临相同的环境应战,导致它们的形状习惯途径趋同,仅仅调整的程度有所差异。其间一种特化是腹鳞的缩小,好让它们的身体能左右紧缩。这种侧扁的身形和尾巴能进步它们在水中的推进力。有些真海蛇的腹鳞乃至小到和周围的体鳞无法区别,因而丧失了上岸匍匐的才能。

为了防止鼻腔入水,这两类海蛇都能操控鼻孔的开阖。其间真海蛇的鼻孔不光有瓣膜,方位也移到了吻部上方。海环蛇的鼻孔则还在吻部旁边面,也没有瓣膜,靠得是内部安排的缩短来开关鼻孔。延伸潜水闭气的时刻也很重要。蛇类的肺多只剩余右肺,左肺则退化。一班来说,若两个肺一起存在于蛇细长的体内,它们的管径必然会太小而影响气体的进出。细长的蛇身让右肺也相对长许多,导致呼吸时肺后端的气体无法顺畅进出呼吸道。蛇类的肺部因而多分为前后两段,前段布满血管的部位称为血管肺是实践进行气体交流的部位。后段没有血管且八成很薄的部位则称为气囊,并可贮藏一些气体。海蛇的气囊有显着较厚的肌肉环绕,可有效地将贮藏在后段的空气挤压到血管肺。

海蛇憋气时刻的长短会因活动和品种不同而有很大的不同。海环蛇在快速活动时每隔二至三分钟就需要换气一次,如果是慢慢的在水底活动一般都能够保持30分钟左右,如果在水下歇息不活动则能够到达一小时左右。真海蛇的憋气时刻一般可达二至三小时,最长的是黑背海蛇的24小时。现在已知有些真海蛇的表皮能参加呼吸作用;最近的研讨更发现青环海蛇(Hydrophis cyanocinctus)的头骨有个特别的孔洞,让头皮上布满的血管聚集后直接进入脑部,应该和脑部的供氧有关,并且这些氧气应该是从皮肤而非从肺部获得。真海蛇从皮肤所获取的氧气量多在10%左右,占比较高的品种是剑尾海蛇(Aipysurus laevis)和黑背海蛇,有高达22%的氧气是由皮肤获得。

我第一次知道黑背海蛇的皮肤能帮忙呼吸是在硕士时期,那时关于这样的才能真是惊讶万分,所以想测验我研讨的阔带青斑海蛇(Laticauda semifasciata)是否也有这样的特异功能。我把水灌满一个通明的箱子并丈量水中的氧气含量,接着再将海蛇放入箱内。我很快就发现它想到水面换气,但换不到气,动作也愈来愈烦躁!合理我我犹疑着是否要中止试验时,它已开端慢慢下沉!我紧迫取出瘫软无反响海蛇,乃至帮它作人工呼吸,幸亏不久后它就恢复活动了。

在研讨期间试验动物有时会被献身,但海蛇的生态研讨也因经常在潮间带和水底活动,危险适当高。不久前咱们的一位博士生才由于研讨海蛇被大浪卷进海里,一个年青热心的生命就此殒落让人怅惘不已。我自己研讨海蛇期间也屡次赴汤蹈火,和逝世最接近的一次只隔数秒,限于篇幅容我下一篇再聊。

老杜本名杜铭章,他是台湾研讨海蛇的前驱,1986年在中山大学海洋生物研讨所攻读硕士时挑选海蛇作为他的论文。深知海蛇研讨的困难与高危险,1994年自美国获得博士回国后只从事陆栖蛇类的研讨,直到2008年因缘际会又重回海蛇的研讨,持续研讨六年直到2014年从师大生命科学系退休。现在久居台东运营有机生态农场并持续推行蛇类保育,在台湾的海蛇或蛇类的生态研讨上,他都算是老字号的人物,尽管实践年纪与心思年纪他离老还有一段距离。

(机器头条新闻 news.ji-qi.com)归纳收拾。

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