【陆龟】乌龟是科学家们的“噩梦”？堪称进化论的终极BUG

前言

人类文明出现后的很长一段时间里，人们认为世界上所有的生命当然都存在，一切都是上帝安排的，鸟需要长翅膀，鱼需要生活在水里，乌龟需要进入龟壳里。(莎士比亚)。

直到有一天，一个人大声地说：这个世界本来不是这个样子的！生命的样貌和形式是会随着时间流逝和环境变迁而渐渐发生变化。而人类，很可能与猴子拥有同一个祖先。

这个说话的人叫达尔文，正是他提出了进化论，并且从众多化石和生物标本中获取到足够多的证据，让科学界认同生物正在演化的这样一个事实。

今时今日，进化论已经成为生物学界的一个共识，正是因为清楚认识到生物会随着环境变化而不断演化，所以大家才拥有了寻找生物起源的方向。通过追溯所有生物的演化历程，我们就能找到最初生物是一个什么样的存在，也能因此推测生命的起源原因。

研究生物演化过程这项工作，是十分艰苦且困难的，毕竟要推演出三四十亿年前生物如何出现，这本身就是难比登天的事情。生物学家们主要通过研究现在的生物演化过程和从岩层中发掘出史前生物的化石，推断整个生态系统的演化过程。

而在这过程中，有一个难题一直困扰着科学家们，甚至都要成为他们的噩梦了，那就是乌龟的壳究竟是怎么演化出来的？

突然出现的乌龟壳

关于乌龟，其实并没有多少人对其有正确的认识，大多数人对乌龟了解仅限于两点：①这是一种爬行动物；②不少种类的乌龟和王八可以吃，味道还很不错。

但是大多数人不知道的是，在生物圈中，乌龟是一种自成一派的生物，所有背上有壳的生物，都被划分为龟鳖目，而与龟鳖目并列的其他同属于双孔亚纲的鳞龙超目、鳄形超目等等物种没有一个拥有龟壳。

简单来说，就是乌龟这个种族，全都有甲壳。这个甲壳是龟鳖目的最主要特点，这个世界上所有的生物都没有这样的特点。重点是，生物学家们无法理解，乌龟为何会长出这样的甲壳。

乌龟的甲壳很特殊，这个世界上拥有甲壳的生物不少，但主要都是节肢动物，他们会使用外骨骼保护自己的身体。而更高级一点的脊索动物，一般都会将骨骼藏在肌肉之中，使用骨骼支撑身体，然后拥挤肌肉保护骨骼，再用皮肤保护肌肉。

这是几乎所有脊索动物的基本构造，即便有少数在演化过程中出现了甲壳，但那不过是由角质层组成的，原料与我们的手指甲一样，比如穿山甲、鳄鱼、犰狳等等，这些动物的甲壳实际上都是一层厚厚的已经死去的角质细胞。

只有龟鳖目的龟壳是骨骼组成的。只要把龟壳拆掉，我们就能直接看到乌龟的内脏腹腔。从这里我们就能发现龟鳖目的特殊性，它们是一种拥有外骨骼的脊索动物，而它的龟甲实际上是由肋骨演变而成的。

脊索动物包含着所有拥有脊椎的动物，为了保护关键脊椎的安全，脊椎神经会藏在骨骼，再加上肌肉和皮肤的层层包围，将最重要的神经保护在身体内。

最早的脊索动物是鱼类，一直发展至今，这个基本的保护机制都一直存在着，所以在正常的演化过程中，脊索动物的后代是不应该出现骨骼长在体外这种现象的。

这个问题困扰了生物学家们许久，在生物演化的研究中，想要弄清楚现在的生物为何会变成现在这样，最有效的方法，就是通过发掘化石，找到乌龟祖先的化石。

因为所有的演化都不会是一蹴而就的，任何生物出现生理特征的变化都是一个十分漫长的过程。

比如森林古猿演化成我们人类，在这个过程中就会出现逐渐双脚直立、脑容量逐渐增大、体毛逐渐减少等等变化，这些变化是潜移默化的，可能仅仅是下一代比上一代站得直一点点。

所有的变化都会被化石如实记录着，从没有龟壳到拥有龟壳，这之间一定会有一个过渡阶段，只要能够找到过渡阶段，就能立刻明白为何乌龟会演化到将骨骼长在体外变成龟壳。

乌龟是不是进化论的BUG

生物学家们沿着化石一路追溯，找到了最早在三亿年前三叠纪的乌龟化石，判断他们是乌龟化石的原因很简单，那就是在三亿年前，乌龟祖先已经拥有一套完整的龟壳了。

要知道三亿年已经是一个十分漫长的时间了，当时就连恐龙都还没演化出来，而此时的乌龟祖先除了无法把身子收缩到甲壳内，用缩头乌龟的方法躲避危险，其他构造与现在的乌龟没有太大的差别。

按道理说，乌龟这个发展方向是不应该出现的，因为科学家们认为，龟甲出现的主要目的就是为了提升自身的防御力进而提升生存几率。

但多出来一个骨质的龟甲必然会让它们的身子变得扁平且沉重，这会让他们的行动力变得缓慢，四肢也无法长长，行动力受限反而会让他们死得更快。

在进化论中进化是没有方向的，所谓的进化，其实就是更能适应环境的特性更容易活下来，也就是说，凡是能活下来的，那么它保留下来的生理特性一定能帮助他增加生存几率。

这一结局与科学家们的推论形成了悖论，龟壳看上去并不适宜生存，而且科学家们猜测龟壳演化过程中一定有一点时间是龟壳还没完全出现，但身体已经变扁平四肢变短的过程。

此时的乌龟逃跑能力下降了，而防御力量却还没有提升，这个阶段的乌龟简直就是自然界中的肉罐头，其他捕食者碰到就能慢悠悠地一口把它吃掉，一个跑不动又防不住捕食的生物是不应该在自然界中活下来的。

但乌龟却又确确实实活下来并且留存至今了，这像BUG一样的龟鳖目一直让科学家们头大，找不到演变过程的化石，也无法理解演变出龟甲的根本原因。

乌龟进化链条的新发现

直到早前，科学家们终于从中三叠纪时期找到一种处于龟甲出现过渡期的化石样本。这个化石是在中国云南罗平县与贵州盘县中的关岭组海相灰岩中发掘的。

海相灰岩，其实就是沿海地区中的石灰岩慢慢沉淀形成的，从发掘的岩层中，我们就能知道这个乌龟祖先的化石当时是生活在沿海地区中的。

这个新挖掘出来的化石被科学家们命名为“云贵中国龙龟”，之所以说它是龟甲出现的过渡期，是因为这个乌龟它只有腹部拥有骨架，而背部实际上与正常的蜥蜴类爬行动物差不多，也就是它的背部的骨骼依旧在肌肉和皮肤的包裹下。

这一新发现让科学家们拥有了新思路，在沿岸地区生活的乌龟祖先的确不需要太在意四肢变短和体重增加的问题，因为水的浮力下这些变化都不会对乌龟的正常生活造成太大的影响。

而且从化石中我们可以知道，龟壳是先从腹部出现的，是它的主要猎食者是来自于水下，所以此时只需要腹部拥有骨骼防御，就能大大提升生存几率，于是乌龟祖先就这样渐渐过渡到现在的全骨骼龟甲。

但是还有很关键的问题没有解决，那就是——为何乌龟要渐渐变扁。如果是在水中生活，并不需要乌龟将肋骨压扁，如果肋骨没有被压扁，那么龟甲应该就没有机会被演化出来了。

龟壳出现的真正目的

肋骨是一种十分普遍的骨骼存在形式，所有拥有脊椎的脊索动物都会出现肋骨，这是脊椎骨头的衍生，肋骨出现的主要原因是为了保护胸腔的内脏，使用肺部呼吸的脊索动物还需要肋骨的支撑，让肺部有一个扩张的空间，不至于被大气压压扁。

于是有一些科学家就开始往这个方向思考，如果一开始乌龟的肋骨变扁变宽，并不是为了防御敌人呢？正常人都能明白，这个变化并不能给乌龟防御捕食者带来什么帮助。

如果肋骨变扁的主要原因，仅仅是为了保证呼吸呢？

一个生活在沿海地区，并且还是用肺呼吸的动物，我们能很自然地想到，这是一种半水栖动物，它捕食时一般是在水中，而睡觉时多数是要在岸上。

相信有不少人听说过“赶海”这个词，沿海生活的人们很喜欢在海滩上拿一个小铲子或者钉耙，从海滩中挖掘出许多在沙滩中打洞的海鲜，这些生物虽然不是乌龟，但它们的生活方式应该与乌龟祖先很相似，在涨潮时，就四处觅食并且繁衍，在退潮后就打个洞躲进去或者直接钻进沙滩里。

乌龟祖先很可能会也会使用这种方式生存，也就是说，它也要钻洞。但是作为爬行动物，它不能像软体动物一样直接钻沙滩还能继续呼吸，也不能像螃蟹那样钻进洞里完全不怕被缺氧。

它只能在岸上挖一个比较浅的洞，只把鼻子露出来，身子全都藏进去。前文说了，肋骨有一个跟重要的作用，就是将胸腔支撑起来，给肺部创造一个可以涨缩的空间。

但是在洞中，泥土会渐渐压迫住胸腔，这种压迫远超大气压，于是很容易胸部就会被泥土压得紧紧的，根本无法正常呼吸。

这时候，肋骨长得更大更宽的乌龟祖先就拥有活下去的优势，因为强大的扁平肋骨能让它们在洞穴中躲藏更长的时间，也能让它们在冬眠期间不会因为胸腔压迫而活活被憋死。

凭借这种优势，拥有扁平肋骨的乌龟更容易活下去，于是一代传一代，扁平的身体就渐渐形成了，接着水中的捕食者又将腹部没有外骨骼保护的乌龟祖先淘汰掉，拥有骨骼外露特性的乌龟活了下来，最后演变成今天的龟鳖目。

结语

从龟鳖目的演化过程中，我们应该可以清晰地感觉到，生命的演化是没有目的和方向的。乌龟并不是为了长龟壳而长，它仅仅是为了能在环境中生活下去。

钻洞生活能让它们躲避大多数捕食者的攻击，在这过程中，拥有钻洞优势的乌龟都活下来了，再之后拥有外骨骼防御的乌龟更能在捕食者的攻击中活下来，所以乌龟就拥有了龟甲并且一直持续至今。

所谓的进化不过就是简单的适者生存，能活下来的都是好的，这就是进化。