海蛇与海的“奇遇记”

“挥别”四肢：爬行大师的演化史

“画蛇添足”“杯弓蛇影”“打草惊蛇”“人心不足蛇吞象”与“牛鬼蛇神”等成语似乎印证了人类对蛇的不喜和畏惧。

蛇类起源于距今约1.2亿年前的早白垩纪，从蜥蜴类爬行动物逐渐演化而来，因此蛇类的祖先曾在白垩纪时期与恐龙共同生存，远早于由部分学者提出的人类21万年前走出非洲的时间。因此，蛇类曾见证并“陪伴”着人类短暂的演化历史。

脊椎动物的演化总体趋势是从水生到陆生，从鱼类开始演化，到两栖动物开始初步适应陆地环境，再到爬行动物摆脱对水环境的依赖，发展出强有力的附肢，从而更好适应陆地生活。

蛇类是脊椎动物中物种多样性极为丰富的类群，它们的适应能力很强，成功拓殖了世界上绝大多数恶劣的环境。世界上绝大多数的蛇类都顺应了这种从水到陆的演化趋势，然而确有一些蛇类特立独行，它们面对广袤的海洋环境，从陆栖性祖先状态再次返回海洋中，这一现象称为“次生性水栖适应”。这些特殊的海洋生活的蛇类都表现出对海洋环境不同程度的适应性与依赖性，它们的尾部多少呈扁平的桨状，这些蛇类被统称为海蛇。

会游泳的海蛇

“眨眼”间的“逆袭”

在演化方面，虽然海蛇和鲸类、海龟一样，都属于次生性返回水中的类群，但是海蛇的演化在时间尺度上却要“年轻”很多。脊椎动物从水生到陆生的演化经历了上亿年的时间，而海蛇从陆生到水生却仅仅经过了数百万年，从漫长的地质历史和生命演化的尺度来看，海蛇从陆地到水中的逆袭真可算是“一眨眼的工夫”。

邻水而居：扁尾海蛇类

扁尾海蛇属（Laticauda）大约起源于1600万年前，在距今800万 ～1000万年间各物种开始陆续分化。

扁尾海蛇属物种主要生活在多石的沿岸沙滩或海岛岩礁环境附近，主要以鳗鱼为食，还保持有良好的陆地运动能力，可以算得上是陆栖和完全海栖的中间类型。

Q：所有的海蛇都生活在海洋里吗？

A：答案是否定的。扁尾海蛇类可以在咸水和淡水环境中切换自如，但不能完全脱离淡水环境；真海蛇类终生生活在海洋中，却也因为高度特化而无法适应淡水并失去了陆地运动能力。大部分海蛇主要生活在海水、海岸边潮间带等地方，也就是在距离大陆或海岛不远的沿岸近海周边或河口附近，而定居在海中的海蛇，也会频繁到海面上“一游”。

依水而居：真海蛇类

真海蛇类相对于扁尾海蛇可谓是“砌墙的砖头——后来居上”，它们的最近共同祖先时间出现在距今约600万～1000万年前，并且在最近的500万年间，受到海平面波动的影响，真海蛇类至少分化出了40个物种。

真海蛇类的所有物种均为完全水栖性物种，其体形侧扁，尾巴成桨状，腹鳞和相应的肌肉退化导致这类海蛇已经丧失了陆地运动能力。多数物种的头体长为0.75～1.5米。尽管它们主要以鱼类为食，但真海蛇类捕食往往会刻意避开无脊椎动物。

不断进化 征服广袤蔚蓝

海洋环境与陆地环境存在巨大的差异，从陆栖到半水栖或完全水栖生活需要海蛇克服巨大的阻碍。

靠扁平的尾部游动

海蛇并没有四肢，其前进的推动力主要来自尾部向后推水的反作用力。海蛇的尾巴为侧扁状，尾部扁平而高，扁平化程度随着海栖程度的增加而增大，部分海蛇宛如一张垂直的纸带在水中游动。

靠体表鳞片活动

腹鳞是蛇类躯干腹面、肛鳞之前正中的一行较宽大的鳞片，与扁平状身体相适应，对它们的运动能力有重要的作用。

不单单是腹鳞，海蛇背鳞的排列方式也很多样，绝大多数的蛇类背鳞都是覆瓦状排列，然而部分海蛇的背鳞特化为近似六边形呈平砌状排列，平颏海蛇腹鳞两侧的数行体鳞还会凸起呈刺状。

“一身都是肺”

与鱼类用鳃呼吸不同，海蛇用肺进行呼吸，海蛇的肺尤其发达，纵贯整个躯干，可谓“一身都是肺”。也许是为了适应长条状的身体，蛇类的内脏器官大多呈前后排列或一侧退化而另一侧发达。海蛇的左肺不太发达，但右肺极为发达，分别为负责气体交换的血管部（前部）和储存氧气的贮气部（后部）。

不同于陆栖蛇类，海蛇的外鼻孔位于头顶面且开口向上，这使得它们可以在海面仅露出鼻孔进行呼吸，鼻孔中的瓣膜，可在吸气时打开并在呼吸间隔期间闭合。

海蛇的皮肤也同样有重要的呼吸作用，这意味着部分海蛇可以通过皮肤从周围的水中获取氧气，再将氧气运送至大脑。

极强的毒性

海蛇与其他眼镜蛇科（Elapidae）的物种相同，都是具前沟牙的毒蛇。海蛇的蛇毒主要是神经毒素和肌肉毒素，海蛇牙痕较小，人被咬后伤口不红不痛，但会在被咬后30分钟至数小时内迅速发病。

有感光能力的尾巴

此前人们就发现海蛇、盲鳗、七鳃鳗和海栖蝾螈类的皮肤具有感光性，最明显的就是它们通常会把尾部藏在洞穴、河床、珊瑚或者石头下面暗光的地方。近些年来，研究人员研究发现部分剑尾海蛇属（Aipysurus）物种尾部的光感受器对蓝光和绿光的敏感性最高，这初步证明了少部分海蛇尾部能感知周围环境的整体光线强弱情况。

会被“渴”死

为什么海蛇生活在海洋中，还有被“渴”死的风险呢？

原来，海蛇和人类一样需要饮用淡水维持生命，海水含盐量高，而海蛇不具备从中提取淡水的能力。

与此同时，生命机体内需要维持渗透压平衡，长期生活在高渗溶液——海水中，海蛇体内的水会不断析出体外。若吞饮海水，甚至还会越喝越渴。因此，为了避免被渴死，海陆两栖的扁尾海蛇类，必须返回陆地饮用淡水，而终生海栖的真海蛇类就只能等待下雨，才能喝到海洋表面的淡水。

另一方面，在海洋中生活只能食用高盐分的食物，而肾脏又不能代谢掉过多的盐分，为了保持自身的渗透压，就需要额外的盐腺来排出过多的盐分。海蛇会通过位于舌下的盐腺将盐分排出体外，从而维持体内的渗透压平衡。

海蛇是脊椎动物进化史上一个极为年轻且成功的案例。近年来，科学家已经陆续使用基因组手段综合解析了海蛇很多适应性的奥秘，期待未来更多关于海蛇的谜题被解开。

（责任编辑 / 王佳璇 美术编辑 / 周游）