爬行动物化石揭示毒蛇毒牙演化

最古老的化石记录表明毒蛇通过中空的毒牙注射毒液研究者们根据古代爬行动物的牙齿化石，来研究现代毒蛇的毒液注射系统的演化。文章刊登在《自然科学》（Naturwissenschaften）杂志上，科研人员的研究集中在古鳄类（Uatchitodon）上，一种生活在距今约2亿年前晚三叠世时期的爬行动物，现只有它们的牙齿化石被发现。尽管它们与蛇类并不是近亲，但古鳄类中空的尖牙表明其里面可能曾装有毒液，这给研究注射器似的尖牙是如何演化提供了很好的材料。现代的毒蛇都有管状的尖牙，在捕猎食物时直接把毒液注射到猎物体内。但这种毒液注射是如何演化，至今仍是一个谜。最古老的毒蛇化石记录出现在中新世，距今500万到2000万年前，已经拥有了中空的牙齿，完全适合毒液注射。一种可能的解释是，中空牙齿是由类似沟槽的牙齿演化的，现代毒蜥（Gila）正是利用这种牙齿在咬住猎物的时候把毒液注入猎物体内的，但偏偏缺少类似的化石记录。发育生物学家通过分析蛇牙的发育形成也普遍认同这一观点。蛇的尖牙在蛇的口中能够改变形状，在尖牙突出之前有一个开放的凹槽，但被一个封闭的管所掩盖住。但这样的发育模式是否就反应了毒蛇毒牙注射的演化模式还只是一个猜测。伊利诺伊州芝加哥大学（University of Chicago in Illinois）的J.Mitchell 教授最新研究显示，古鳄类动物很可能为研究毒牙注射的演化提供重要的信息。古鳄类牙齿的根部显示这种物种与恐龙与鳄鱼的关系比现代蛇类更近，但它们的注射器结构却与蛇的尖牙十分类似，它们可能是类似的进化模式。古鳄类动物化石有三个主要化石产出点：弗吉尼亚州的Tomahawk，北卡罗来纳州的Moncure和亚利桑那州的Placerias Quarry。这些地点的产出层位时代都是晚三叠世的，而Tomahawk的时代最古老。Mitchell等人分析不同地点的古鳄类牙齿化石，发现Tomahawk的牙齿化石属于沟槽状而不是完全的管状。 Tomahawk采集时代最古老的牙齿化石中，输送毒液仅仅是通过一个浅沟槽，从牙齿根部到尖部只延伸了不到四分之一。而Tomahawk发现的时代较晚的牙齿化石有更长更深的沟槽。到了Moncure和Placerias Quarry中的牙齿化石，沟槽则完全闭合，仅有一根头发细的孔隙，能够在牙齿咬住猎物的瞬间把毒液注射进猎物体内。研究人员把这种现象解释为演化过程在化石记录中的显示。Mitchell说：“古鳄类的管状牙齿从化石上看应该是从沟槽演化出来的。” 最终，科学家从Tomahawk采集的14块古鳄类牙齿化石都是沟槽型，而从Moncure和Placerias Quarry挖掘出的则是已进化的管状。研究者称实际上它们代表了古鳄类两种不同的物种，较古老的类型像现代毒蜥一样咬嚼猎物的同时注入毒液，而更进化的物种则是用中空的牙齿把毒液注射进猎物体内。在古鳄类牙齿中看到的牙齿演化过程是与现代蛇牙的发育形成很类似的，从早期的一个沟槽发育到后期管状的尖牙。英国班戈大学（Bangor University）的爬虫学家W.Wüster说：“化石记录表明中空的牙齿只能以这一方式演化。这一研究进展具有十分重要的科学意义，因为类似毒蜥这样沟槽状牙齿或许在动物的早期阶段对其生存更有利。” 但问题仍然存在，因为研究者仅仅只搜集到从牙齿化石得来的信息，如果能发现古鳄类的下颌部化石将会更有意义，这样就有助于确认那些拥有中空牙齿的动物是否有相应的压缩肌肉能把毒液注射到猎物中。 Wüster说：“只有注射器而没有活塞是没有用的，所以我更愿意看到一个下颌部化石。”（来源：化石网/企鹅替身）