以蛇為食的蛇中之王：蛇類最強大的絞殺能力是怎樣練成的？王蛇篇（king snake）

獵物和獵手的較量 是大自然中最驚心動魄的生死局 爲了安全 捕食者通常不會去挑戰比自己大的獵物 但有一類蛇則不同 獨特的改良讓它們獲得了更大的殺傷力 這些蛇中的獵手不僅能夠捕殺更大的獵物 它們甚至習慣了以蛇類爲食 並就此特化出了蛇類中相對最恐怖的絞殺能力 這就是我們今天的主角 王蛇 其實王蛇的署名並沒有王的意思 它源自希臘語 指的是王蛇們閃亮的鈴甲 只不過由於王蛇會尋找喫掉其他蛇類 就此得了個霸氣的綽號 但王蛇的戰鬥力絕對對得起衆蛇之王的稱號 王蛇能夠捕獲纏結並完全吞噬其他蛇類 而在他們的食譜上 有些獵物蛇甚至比王蛇本身還要大 那麼王蛇是怎麼做到這麼給力的呢 2017年 藉助對加利福尼亞王蛇等六種蛇的研究 文章作者爲我們揭開了王蛇背後的祕密 研究小組系統研究了 在個體發育過程中 這六種蛇在肌肉橫截面積 拉力和纏繞壓力方面的變化 這都是蛇類捕食和求生的重要指標 肌肉橫截面積是蛇類潛在力量產生的指標 因爲肌肉的力量與肌肉橫截面積是成正比的 而在逃離纏繞的過程中 蛇類能夠採取的辦法 包括拉出纏繞 反纏繞是攻擊者鬆開 以及抓或者咬來獲得釋放 因此拉力就成爲了衡量蛇類性能的重要指標 它表明了蛇類逃脫捕食者控制的能力 而收縮能力則不同 這是蛇類的攻擊力 它衡量的是蛇類處理獵物的能力 收縮能力的強弱 會影響蛇類制服獵物所需要的時間 並減少獵物逃脫或造成傷害的機會 結果非常的有趣 根據文章所測得的數據 所有蛇類的肌肉橫截面積都相似 而且不同物種的最大拉力沒有明顯的差距 這就說明 王蛇和它的那些獵物們 在潛力和逃脫能力方面是差不多的 那麼王蛇是怎麼贏的呢 祕密就在最後一個指標上 雖然王蛇和鼠蛇之間的收縮 都可以持續數小時 但是王蛇對獵物施加的壓力明顯高於鼠蛇 王蛇的峯值勒緊壓力可達5.3到41.6千趴 而鼠蛇的峯值勒緊壓力只有3.2到23.7 如果按照身體大小來算 等比例的王蛇 它們所具有的纏繞能力是鼠蛇和蟒蛇的兩倍 由此可見 王蛇在獵食遭遇戰中能夠獲勝 是因爲它們具有出色的收縮能力 而不是因爲鼠蛇的逃脫能力比較差 那王蛇是怎麼獲得這麼強大的纏繞能力呢 獨特的姿勢和肌肉結構都發揮了作用 和鼠蛇們變化多端的勒緊姿勢不同 王蛇在捕獵時所用的盤繞姿勢相當的一致 王蛇的多個身體部位會繞成像彈簧一樣的緊密環圈 這會大大增加纏繞的壓力 那麼王蛇爲什麼要演化出如此強悍的收縮能力呢 對獵物的適應可能就是答案 與之前的看法相反 現在一般認爲蛇類並不會令受害者窒息 以相對洪偉然的研究顯示 它們會通過收縮組織血液流動 進而阻止氧氣到達心臟和大腦等重要器官 從而導致獵物在幾秒鐘內失去意識 並在隨後不久心臟驟停 在這一套連招下 恆溫動物通常在被勒緊後很快就死亡了 而變溫動物則不同 它們能夠耐受更長的時間 這就給蛇類的獵殺帶來了很大的挑戰 而以蛇爲師的王蛇們 面對的就是同樣擅長此道的變溫高手 就這樣王蛇們在獵物的選擇下 獲得了更強大的收縮能力 這種改進非常的成功 王蛇們就此稱霸了北美洲 在親緣關係方面 王蛇屬於遊蛇科名下的王蛇族 這是一個蓬勃發展的大家族 在過去的30年中 王蛇族的物種數量從23種增加到了51種 但是在家族內部 王蛇族的分佈非常的不均勻 而剩下的6個鼠在系統發育研究中表現不佳 那麼王蛇族的版圖到底是怎麼構成的呢 化石記錄中留下了謎題 那是遊蛇科大擴張的時代 中新世時期 遊蛇科在北美經歷了一次快速輻射 就此孕育了極爲多樣化的遊蛇族羣 歸屬於王蛇族的化石 最早就出現在中新世 據報道 它們遍佈了美國和墨西哥 到了晚上新世和中更新世時期 也就是距今100到310萬年前 東部王蛇開始與西部的族羣分化 然後呢 就是大約10萬年的米蘭科威奇循環 導致的冰川事件 以及相應的海平面和氣候的變化 在海平面較低的時期 墨西哥灣沿岸的走廊就此成形 東部王蛇就是趁着這個機會 從西向東擴散 隨後 北美東部的王蛇種羣 在更新世期間變得孤立並獨立進化 最終形成了王蛇鼠活躍在佛羅里達半島 大西洋沿岸 和阿巴拉契亞低地東部的三個當前普希 在德克薩斯州 幾乎所有更新世的地點 都發現了屬於王蛇鼠的記錄 奇怪的是 這些王蛇們的化石記錄 卻都遠離德克薩斯州的海岸 直到今天 人們還沒有在德克薩斯州的任何沿海地區 發現過屬於王蛇鼠的化石 而這一地區 現在是有王蛇的成員在活動的 那麼史前的王蛇們到底哪去了呢 他們真的沒有抵達過德克薩斯的海岸嗎 2024年7月11日 一個新發現的蛇類化石給出了答案 這是一個部分交結的機制樣本 包含29個相關的蛇追谷 其中的許多化石是關節截斷 化石所在的麥克法丁海灘 是美國德克薩斯州 傑斐遜縣海岸沿線的一個考古和古生物學遺址 它綿延了約32公里 還產出了大量脊椎動物的化石 包括猛馬象馬和河式獸鼠 這就表明至少有一部分被衝到海灘上的動物材料 屬於更新式 對化石進行的CT掃描顯示 該蛇類的軀幹追谷上沒有突出 中央下脊明線 關節突前腹鼠突 突出 這都是非常經典的遊蛇科的特徵 由於追谷有明顯的突出 這是肋骨的附着點 並且包裹標本的材料中 保存着各種未分段的肋骨 因此該蛇類的追谷 被解釋爲來自蟹脂腔前的軀幹區域 在大小方面 這塊追谷的平均錐體長度爲5.62毫米 平均神經弓寬度爲5.01毫米 再加上關節突側面明顯等一系列特徵及其比例 基本可以確定這是王蛇鼠的成員 就此 該標本不僅成爲了德克薩斯州麥克法丁海灘發現的第一塊蛇類化石 也是該地區收集到的體型最小 保存也最完好的化石之一 我們都知道 在蛇類的研究中 化石的保存是個大問題 那麼這些追谷爲什麼可以保存的這麼好呢 文章作者推測 在化石形成的過程中 骨骼周圍沉積的交結物形成了緊密關節的追谷 併爲整個標本形成了一層可以抵禦波浪的保護層 關節多元素骨架還表明 該標本可能被迅速埋藏在了洞穴中 或者被快速湧入的沉積物所困 就此凍結了時間 根據此前的報道 德克薩斯州至少有13個地點發現有王蛇鼠的化石 距離邁克法丁海灘最近的地點是德克薩斯州筆縣的相關的遺址 它距離海岸約96公里 邁克法丁海灘的此次發現還告訴我們 王蛇鼠的分佈要更爲廣泛 它們在更新時時期已經抵達了德克薩斯州的海岸 那麼王蛇族的其他族羣又會有什麼樣的表現呢 讓我們回到中心市 王蛇族中最古老的成員之一 古尾青紅蛇就活躍在中心市的北美 這是一個跨度很大的蛇族先驅 尾青紅蛇初登場時 是距今1600到2040萬年前的中心市早期 而它們最晚的記錄在距今1160萬年前 不過受限於蛇族化石自帶的缺點 我們至今還不能很好的還原這位蛇族先驅的狀態 不過可以確定的是 中心市時期就是王蛇族大分化的關鍵節點 衆多王蛇族的先驅紛紛登場 那麼王蛇族裏 那些在系統發育研究中表現不佳的族羣 又是怎麼分化的呢 2018年12月 一項發表在分子系統發育和進化上的研究 爲我們系統描述了王蛇族衰落鼠中隱藏的多樣性 文章作者發現 王蛇族中鼠籍的多樣性出現在晚間新市至中新市 而該鼠籍內的大多數物種籍的多樣性和主要的亞結構 則出現在晚中新市和早上新市 具體而言 沙漠鼠蛇是在1200萬年前的晚中新市 完成的分化 而在大約400萬年前的上新市期間 尤純蛇鼠和新紅蛇鼠積累了不同的譜系 新紅蛇鼠現存的兩個主要進化只 一個獨立的支系主要活躍在德克薩斯州海岸的彎道區域 另一個進化只則包含其餘個體 主要分佈在美國的東南部 幾乎沒有分化 至於尤純蛇鼠和亞利桑那蛇鼠 它們分化的也比較晚 科奇斯過濾屏障的存在 可能爲尤純蛇鼠和亞利桑那蛇鼠的分化 提供了明顯的生物地理分界線 其實不止王蛇族 該地區的許多其他沙漠分類羣中的基因流動 都受到了這個屏障的阻礙 不過有一點很奇怪 尤純蛇鼠和亞利桑那蛇鼠分化的時間差異很大 亞利桑那蛇鼠在978萬年前完成了分化 而尤純蛇鼠一直等到了397萬年前 不過呢 雖然尤純蛇鼠確實比亞利桑那蛇鼠更晚出現的分化 但是它們出現的時間依舊早於預期 一般認爲該屏障處其他物種的東西向分歧 通常是與更新式的冰川週期有關的 但不知道什麼原因 王蛇族的這兩位似乎快了一步 至於亞利桑那蛇鼠的內部 隨着採樣和基因座數量的增加 也產生了每個鼠內子結構的不同拓撲結構 目前來看 活在墨西哥的亞利桑那蛇 大概率是家族主要西部分支的姊妹種 而世界上最宅的蛇 墨西哥夜蛇也經歷了類似的 由地理與氣候驅動的演化歷程 這是一個守株待兔的襲擊者 這條1.2米長的獵手 尤其喜歡去捕捉會飛行的哺乳動物 蝙蝠 而墨西哥尤卡塔半島中心洞穴 就是它們最好的覓食地點 每天晚上成千上萬只中美洲須福 會如潮水般噴湧而出 去周圍的森林裏捕食飛蟲 墨西哥夜蛇則會守在這條主幹道上 接受來自上天的饋贈 具體到演化關係上 尤卡塔半島東北部的物種 是墨西哥夜蛇的基幹物種 而在氣候方面 幹道的尤卡塔半島東北部 和潮溼的南部有着明顯的不同 也許正是對不同棲息地的適應 誘導了墨西哥夜蛇的分化 而王蛇族中最基幹的綠錦蛇 同樣活躍在墨西哥地區 不過綠錦蛇中的兩個主要演化只 在地理上與墨西哥的火山帶相對應 只不過目前尚不清楚 到底是什麼原因導致的綠錦蛇的分化 是減少基因流動的地理障礙 還是通過距離隔離 而導致的漸變 或者僅僅是因爲綠錦蛇 和其他的王蛇族相比 建立的時間跨度更長呢 這些祕密就需要更多的地理採樣 來解密了