新研究為有鱗目動物的演化帶來更多啟示

由英國布里斯托大學科學家主導的新研究，揭示了有鱗目動物——四足動物中最多樣化的一個分支，包含蜥蜴、蛇等——是如何演化出極為多樣的顎部形狀，從而造就它們非凡的生態成就。

有鱗目動物的顎部形態演化速率。圖片來源：Ballell等人，doi: 10.1098/rspb.2024.2052 。

有鱗目是一個包含蜥蜴、蛇以及鱷蜥的分支，現存超過11000個物種，是如今物種最豐富的四足動物類群。

自2.4億多年前起源以來，有鱗目動物已分化出各種各樣的大小和身體構型。

在現存物種中，其身體大小範圍跨越三個數量級，例如體長約1.7釐米的球趾虎屬壁虎，以及體長約10米的綠森蚺。

若將已滅絕的滄龍考慮在內，大型身體尺寸的極端差距更為顯著（身長可達17米）。

身體形態的差異體現在不同程度的身體伸長，以及多個譜系中肢體元素的退化或改變上，蛇形身體構型至少獨立演化了25次。

同樣地，有鱗目動物在演化歷程中，因頭骨的缺失和新增，以及獲得不同型別和程度的顱骨活動性，呈現出豐富多樣的頭骨構型。

由於這種形態的多樣化，有鱗目動物征服了全球大部分不同的生態位。

在這項新研究中，布里斯托大學研究員安東尼奧·巴列爾·馬約拉爾及其同事發現，有鱗目動物的顎部形狀演化受到多種因素的複雜相互作用影響，這些因素不僅限於生態，還包括系統發育（演化上的親緣關係）和異速生長（形狀與大小的比例關係）。

在顎部形狀方面，他們發現蛇在形態上是異常值，呈現出獨特的顎部形態，這可能歸因於它們高度靈活的頭骨和極端的機械結構，使其能吞食比頭部大許多倍的獵物。

『有趣的是，我們發現顎部形狀在生態特化的類群中演化得尤其迅速，比如穴居和水生物種，以及草食性蜥蜴，這表明下顎的演化創新是實現這些獨特生態的關鍵，』 巴列爾·馬約拉爾博士表示。

『我們的研究揭示了蜥蜴和蛇如何演化出不同的顎部形狀，以適應其廣泛的生態、飲食和棲息地，推動了它們非凡的多樣性。』

這項研究強調了形態創新在促進像有鱗目這樣生物多樣性高度豐富的類群分化中所起的關鍵作用。

『下顎——脊椎動物攝食器官的重要組成部分——一直是它們進行生態嘗試和適應的關鍵要素。』

展望未來，研究團隊計劃更深入探究有鱗目動物頭部的演化。

『下顎固然重要，但它們與顎部閉合肌肉共同作用，以支援攝食和防禦等重要功能，』 巴列爾·馬約拉爾博士說。

『我們正在探索頭骨形狀與顎部閉合肌肉排列在演化過程中的關係，以及它如何影響攝食機制和習慣的分化。』

研究團隊的研究成果今日發表於《英國皇家學會會報B輯》。

安東尼奧·巴列爾等人，2024年。有鱗目動物顎部形態演化的生態驅動因素。《英國皇家學會會報B輯》291(2036): 20242052；doi: 10.1098/rspb.2024.2052