人心不足蛇吞象:蛇為什么能吞下比自己大很多的獵物

有句俗語叫“人心不足蛇吞象”,用來形容貪得無厭的人性,

雖然,“蛇吞象”這一事件在自然界是不存在的,但這生動地反映了蛇的吞食能力——大多數蛇類的確能吞下比自己頭和身體寬得多的獵物。

不過,大多數人對蛇吞食獵物的行為的了解可能還是來自科普書籍或是紀錄片,仍然有很多細節值得進一步探索和推敲。

在我從事蛇類研究的過程中,就經常被問到“蛇為什么能吞下比自己大得多的獵物?”這個問題。

今天,我們就從蛇的骨頭,特別是頭骨、牙齒以及上下頜關節講起,從而解釋蛇類吞食獵物的機理,進一步討論,蛇能吞下的最大的獵物是什么?能不能把人吞下去?

蛇有多少塊骨頭?

在搞清楚這個問題之前,不妨先看看蛇的骨骼主要分為哪幾部分。

對于現生的真蛇下目中的蛇類而言,其骨骼主要分為頭骨、椎骨和肋骨,其中,椎骨又分為寰椎、樞椎、頸椎及尾椎,蛇類沒有典型的四肢,也沒有附著四肢的肩帶、腰帶及骨盆,

事實上,蛇并不是絕對沒有“四肢”,只是在演化的過程中,出于對某種特殊環境和生活方式的適應(例如在土壤中打洞),而出現了四肢逐漸退化的現象。

在較為基干的蛇類中,如蟒蛇、筒蛇,它們的后肢沒就有完全退化,在它們身體后端的泄殖孔兩側(也就是尾巴根的地方)還留有小爪子一樣的后肢的殘跡,這種“后肢”已經不具備運動能力,只是在交配的時候起到一些抓握的輔助作用。


眼鏡王蛇(Ophiophagus hannah)全身骨骼標本,陳列于浙江自然博物館(制作/史靜聳 攝影/陳奕寧)


球蟒的后肢殘留(圖片來源見水印)

由于蛇類四肢高度退化,所以捕食、吞咽等絕大多數任務都落在頭上,因此,蛇的頭骨結構是脊椎動物中較為復雜的。

在蛇亞目(Serpentes)真蛇下目中,大部分蛇類頭骨包含41枚硬骨(不計寰椎和樞椎)。而在蟒科(Pythonidae)和蚺科(Boidae)等相對基干的蛇類中,頭骨的骨塊多達45枚 (多出1對眶后骨和1對眶上骨)。


經過CT掃描、三維重建和渲染后的百花錦蛇(Elaphe moellendorffi)頭骨模型頭骨,其頭骨一共包含41枚硬骨(不同顏色表示不同的骨塊)

這些骨頭大多可以在不同肌肉的牽引下,獨立或交替活動,相互配合,將獵物咬住并運送到消化道里。因此,蛇的頭部比我們人類的靈活很多——畢竟成年人的頭骨只有29塊,只有上下頜關節是可以自由活動的。

一些研究者將頭骨分為腦顱 (Braincase)、吻部 (Snout)、腭頜器 (Palatomaxillary apparatus)及懸器與下頜 (Suspensorium and mandible)4部分,而大陸一些文獻也有分為顱骨和咽骨兩部分。

其中,蛇的上頜骨、齒骨、腭骨、翼骨上大多都長著又尖又細的牙(蚺科前頜骨上也有牙齒)。因此,被蛇咬一口,往往就會留下好幾排牙印。


渲染后的橫紋斜鱗蛇(Pseudoxenodon bambusicola)頭骨三維CT重建模型,視訊中頭骨各部分顯示的順序依次為腦顱(淺藍色)——吻部(黃色)——腭頜器(綠色)——懸器及下頜(深藍色),

蛇的軀椎骨遠遠多于其他脊椎動物,少則一百多枚,多則二三百枚,一般來說,體型越是細長的蛇,椎骨數量就越多。像蝮蛇這類體型短粗的蛇類,軀椎骨一般只有100多枚;而很多游蛇的軀椎骨可達200多枚,如白條錦蛇,蛇類的尾椎一般有幾十枚——少則二三十枚,多則七八十枚,越是擅長攀爬和疾走的蛇類,尾部越是細長,尾椎骨數量就相對越多,如過樹蛇、烏梢蛇;而地棲或穴居的蛇類尾部則比較粗鈍,其尾椎骨數量也就相應地比較少,如沙蟒、兩頭蛇等,

蛇的上下頜能否分開?

答案是否定的,

有人說蛇之所以能吞下比自己寬得多的獵物,是因為上下頜可以分開,也就是所謂的“脫臼”,

但是,從上面的視訊中,不難看出,蛇的上下頜之間,以上顳骨(Supratemporal)和方骨(Quadrate)相連接(二者共同構成“懸器”),上顳骨前端連接腦顱背側,后端與方骨的上緣連接;而方骨下緣則通以鞍座形的圓凹關節面與下頜后端的復合骨連接,

而上述這幾個部分之間又都以肌腱等軟組織緊密連接,彼此并不能完全脫離,但是,由于懸器包含了兩塊不同的長條形骨骼結構,而兩者又均可在肌肉、韌帶的牽引下進行一定角度的旋轉,進而控制上下頜的開合運動,因此,蛇類的上下頜往往可以張開相當大的角度。

雖然蛇的上下頜無法直接分離,但是蛇的下頜兩端是可以分離的。這也是蛇與其它爬行動物頭骨結構中最大的不同點之一,

蛇類的下頜最前端的骨塊為齒骨,兩側齒骨的前端彼此獨立,完全不接觸(讀到這,不妨摸一下自己的下巴,其實是我們的下巴包含了兩枚高度愈合的齒骨)。

在蛇類吞咽獵物的時候,兩個彼此獨立的下頜往往會被獵物撐開,我們并不需要擔心蛇的下巴會因此被撐破,因為蛇類下唇鱗片間的皮膚和肌肉非常松軟,有很強的伸展性,因此即便被撐得很大也無妨,這樣一來,蛇就可以將嘴巴張大到常人難以想象的程度,

因此,“蛇吞象”的訣竅并不在于上下頜可以分開,而在于兩點,其一是橫向的延展:是兩個可以彼此分開,獨立活動的下頜;其二是縱向的擴張:兩個彼此獨立的懸器——下頜關節,使得蛇嘴能夠張開足夠大的角度(見圖)。


漁游蛇(Xenochrophis piscator)方骨及下頜在閉口(綠色顯示)和開口(淺紫色)狀態下的變化


莽山原矛頭蝮(Protobothrops mangshanensis)頭骨三維重建模型,其中上顳骨和方骨的關節,以及方骨和下頜的關節,是決定蛇類張嘴角度的主要因素。其上頜骨(maxilla)毒牙在翼骨(pterygoid)和外翼骨(ectopterygoid)的推拉下可以自由伸出和縮回,

蛇能夠吞下多大的獵物?

首先可以確定的是,“蛇吞象”是不可能的。這只是一種夸張的說法。但是,蛇類能夠吞下比自己頭和身體寬很多的獵物,是比較普遍的,

至于大家好奇的問題—蛇到底能吞下多大的獵物,這與蛇本身的體型大小有關,

對于多數蛇類而言,吞下直徑比自己身體寬3~4倍的獵物往往是可能的:例如,一條成年的澳洲地毯蟒可以吞下成年的袋鼠;一條拇指粗的虎斑頸槽蛇可能吞下體寬5cm左右的蟾蜍。


打開澳洲蛇類網站,地毯蟒吞食袋鼠的圖片比比皆是(圖片版權:Bernie Worsfold/7 News Sydney/Facebook)

如果拋開食物本身絕對的大小不談,而是以食物和身體直徑的比例作為衡量標準,那么,非洲的食卵蛇屬(Dasypeltis)也可以算是一類“吞咽高手”,它們成體只有鋼筆那么粗,卻能整整個吞下比自己寬好幾倍的鳥蛋,然后利用軀干與周圍輔助物之間擠壓產生的作用力將蛋殼擠碎,將蛋液消化。


從食卵蛇(Dasypeltis scabra,標本編號CAS 258669)的頭骨三維CT重建模型中,可以看出其牙齒大部分已經退化


食卵蛇吞食鳥蛋的過程中,其上下頜并未分離,但兩側下頜的兩端是分開的(圖片來自michiganscienceart.com)

值得一提的是,食卵蛇屬的成員幾乎全部都以鳥卵為食,它們的牙齒退化得幾乎所剩無幾——畢竟對于這種圓滾滾的食物來說,過多的牙齒只會給吞咽帶來阻礙。沒有牙齒的食卵蛇幾乎沒什么攻擊性,因此經常淪為其它掠食者的獵物。

然而,并不是所有蛇都傾向于吞咽大獵物的。在蛇類家族中,也不乏長著“櫻桃小口”的成員,由于它們的食性專一,也不需要將嘴張得很大,只能吃很細小的食物,采取“小食多餐”的策略。例如,一些盲蛇以白蟻卵為食,它們的嘴就只能張開很小的幅度。


盲蛇的“櫻桃小口”看起來有幾分呆萌(圖片來源見水印)

此外,眼鏡王蛇、金環蛇等眼鏡蛇科的劇毒蛇喜歡捕食其它蛇類,它們的上顳骨和方骨較為短粗,因此,嘴巴也不能張得很大,

畢竟,想吞下它們鐘愛蛇類獵物,不需要一張“血盆大口”,只要上下頜交替收攏,就可以像吃面條一樣將獵物送入口中。而另一方面,當它們吞食蜥蜴等較為粗胖的獵物時,就顯得頗為吃力。

至于大家擔憂的,蛇能不能把人吞下去,同樣的要看種類和體型。目前,有確切的食人記錄的蛇類是生活在東南亞的網紋蟒(Python reticulatus)。然而,這種事件發生的概率是微乎其微的。

關于蛇的謎題,還有很多

在不少文化中,蛇身上都籠罩著濃厚的神秘色彩,其實對于科研工作者來說,也是如此。

在地球生命億萬年的演化歷史長河中,如果說不斷出現與消失的物種們共同組成了一棵枝繁葉茂的“大樹”,那么,丟掉四肢、拉長身軀、擁有大嘴和巨胃的蛇類,可以說是這棵樹上一枝獨秀的“奇葩”,

雖然我們已經對蛇有所了解,但前方還有更多的未知,例如,它們在演化中為何要丟掉四肢,如何擁有與眾不同的修長身軀,為何演變出一張靈活的大嘴……這都將是科研工作者們孜孜不倦嘗試解開的謎題,

0 条回复 A文章作者 M管理員
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