【乌龟】有壳动物那么多，为什么说乌龟的外壳最特殊，最折磨科学家？

在竞争激烈的动物世界里，保护自己不被吃掉是很重要的。因此，很多动物进化出生物防御装备3354外壳，将身体的大部分放入外壳内，伸展头部寻找食物，或者干脆将自己的整个包裹起来，可以大大提高生存概率。

所以有外壳的动物非常多，甚至可以说大部分动物都是有坚硬外壳的。

比如典型的有蜗牛，背着重重的壳到处爬，但它其实是软体动物；还有那些有壳的节肢动物，它们天生就是拥有外骨骼；在脊椎动物中，最典型的代表就是乌龟。

不过，在所有动物的外壳中，乌龟的外壳绝对是最特殊的一个，科学家至今还不太明白乌龟的外壳究竟是怎么回事，很多古生物学家甚至开玩笑表示：乌龟可能来自外太空。

乌龟的壳是什么？

龟鳖目的物种都有一个这样特殊的外壳，虽然它们除了一个壳之外，其它多余骨骼很少，但毫无疑问它们是脊椎动物，它们和鳄鱼、蛇一样都是属于爬行动物。

只是这个脊椎动物好像想把自己的“内骨骼”变成“外骨骼”，就像现在的甲壳类，以及昆虫一样，乌龟把自己的骨骼翻到了外面。

乌龟的外壳是由一排排连接牢固的骨板组成，然后在骨板上覆盖一些角质板或盾片，背部圆顶甲壳通过骨桥与下方的扁平腹甲相连。

图注：乌龟的骨骼

由此形成的外壳包裹着肩部和臀部，但头部、颈部和前腿前部，以及尾部和后肢的后部都是开放的，所以它们可以伸缩自如（海龟除外）。

在过去的很长一段时间里，科学家不知道的是，乌龟这身外壳是如何进化的，因为在过去发现的乌龟化石中，它们的外壳都已经形成了，没人知道为什么乌龟突然就有一个壳。

当时有两个学派占据主导：

许多古生物学家认为乌龟可能和现在的鳄鱼差不多，先拥有表层皮骨，然后随着时间推移，它们的内骨骼和这些皮骨融合了。

不过动物学家在乌龟的胚胎发育过程中追踪了龟壳的形成，认为龟壳的各个部分是从骨架的不同部分发展而来的。

现在看来动物学家胜出的概率很高。

目前已知最早的乌龟谱系成员是2.1 亿年的Proterochersis和Proganochelys（原颚龟），这两个已经灭绝的乌龟化石是在德国和波兰发现的，除了一些特殊适应性特征外，它们和现代乌龟没有太大的区别。

图注：2.1亿年的原颚龟化石复原

有没有感觉挺意外的，看着笨笨的乌龟至少已经2.1亿年保持这个形态不变了，那个时候恐龙也才刚刚出现没多久而已，但大约6500万年恐龙灭绝了，而乌龟背着它骨骼继续前行。

图注：2.2亿年前，长出腹甲的半甲齿龟

在2008年的时候，中国贵州关岭发现了一个更古老的 “乌龟半成品”——半甲齿龟，光听名字就知道，这货只有一半的龟甲——它是只有腹甲，而没有背甲的爬行动物。

当然，它是现代乌龟的祖先的概率很高，如果是的话，那就可以确定乌龟是先有腹甲的，而腹甲是它们的肋骨扩宽而来的，而不是古生物学家描述的皮骨演化。

图注：2.4亿年前的祖龟复原

2015年德国南部发现了另一只爬行动物——祖龟化石，以龟命名是因为科学家认为它是乌龟的各早祖先，实际上它更像小蜥蜴。

祖龟正在准备长出腹甲，它们的肋骨已经加宽了许多，科学家认为这个肋骨加宽的进化目的是方便挖土。

其实到了这里，已经很明显了，乌龟的壳是从它骨骼演变来的可能性更高。只是祖龟和半甲齿龟生存环境是完全不一样的，半甲齿龟是生存在水下的，它的腹甲被认为是用来防御的，而不是挖土，所以很难把祖龟串联到半甲齿龟，也就很难证明龟壳究竟证明来的。

其实，关于乌龟进化类似的疑问还有很多很多，不过我们今天还是只说它的壳吧。它的壳是骨骼演变来应该是没问题的，毕竟前面两个物种可以证明这个过程可行。

虽然乌龟壳的由来算是解决了，但是它们的壳还是最特殊的。

乌龟的壳有什么特殊之处？

有壳动物千千万，但其实大部分动物的壳和身体的关系都差不多，就是相当于给自己穿了一件“防弹衣”，但是乌龟却不同，它是把自己整个身体结构改变了，更像活生生把自己变成了“防弹衣”。

比如软体动物的壳，它们是像搭房子一样慢慢搭建外壳的，一只蜗牛从出生开始就会收集钙质，然后通过电流把钙离子推到相应的位置。

那些拥有外骨骼的动物也一样，也是在外面裹了一层保护层。

相较于其它动物，脊椎动物是更高级的存在，所以脊椎动物中使用“外壳”的明显少了很多，某种意义上来说，“脊椎”这个进化优势抵消了没有壳带来的劣势。

不过有些脊椎动物也是有外壳的，比如爬行动物和鱼类的鳞片和皮骨，某种意义上也是一种“外壳”，在哺乳动物中有犰狳和穿山甲。

图注：犰狳的神奇铠甲

其实无论这些外壳怎么弄，它都不是改变身体的结构，穿山甲的壳其实和鸟类的羽毛、哺乳动物的毛发没有多少本质区别，生物要发生这种变化其实是很容易的，几个重要基因突变就能做到。

但是乌龟的壳就很难，它相当于改变并重组了身体结构，并且和其它所有脊椎动物背道而驰。

不过，无疑乌龟这么做很成功，在这样一个坚如磐石的东西面前，绝大部分猎食者都会失去兴趣。