別再誤解爬行動物了,這個叫法本就是不科學的

2020-12-16 動物志

提起爬行動物,很多人想到的是冷血、行動遲緩和低智商。在常人眼裡,爬行動物幾乎是低等的代名詞,它與我們哺乳動物的差別就如教科書中的定義一樣明晰。然而,大眾對爬行綱的誤解和鄙視其實是沒有科學道理的,而且越來越多的專家意識到,爬行綱是個不科學的分類單位,主張予以廢除。

加拉帕戈斯象龜

01林奈分類法和系統分類法

生物分類法為博物學家林奈首創,他根據生物的不同特徵予以歸類和分組,本意是為了方便鑑別。後來分類專家們創設了不同層級的分類單位,基本分類單位共有八個,從大到小依次是域—界—門—綱—目—科—屬—種。在基本單位之前冠以「高」「總」「大」「上」,或者「亞」「下」「小」,用以表示更大或更小的單位。

現在,學術界的一致觀點是,分類應反映出物種間的演化關係,體現出達爾文的共同祖先原則,這就是系統分類法。換言之,應該被劃到同一分類單元是有共同祖先的生物,而不是外表相似的生物,只不過共同祖先較近的生物長相通常也相似。

根據系統分類法,每一個分類單元都在系統發生樹上代表一個演化支。對某一給定單元,如果包含且僅包含某一共同祖先及其所有後代,就是單系群;如果包含某一共同祖先和它的部分後代,未包含其全部後代,就是並系群;但如果不包含最近的共同祖先,就是復系群

圖示單系群、並系群和復系群

很多學者認為一個自然的分類單元只能是單系群,拒絕一切並系群或復系群。近年來,隨著分類方法的不斷成熟,過去公認的很多分類正在被大幅度改動,爬行綱正是在這種形勢下遭到了質疑。

02經典爬行動物的範圍

眾多現生和史前動物被歸入爬行綱,科學家根據顳顬孔的數量和位置,將爬行綱分為幾個亞綱。顳顬孔是位於顱骨側面、眼眶後方的孔,是咀嚼肌附著的位置,也就是太陽穴

缺弓類、雙弓類和合弓類的「太陽穴」位置示意圖

雙孔亞綱(雙弓類),顱骨每側有上、下兩個顳顬孔,包括現存所有爬行動物以及史前的恐龍、翼龍。

無孔亞綱(缺弓類),沒有顳顬孔,包括最原始的爬行類——杯龍類、中龍類。龜鱉目一度被歸於本亞綱,後來發現它是有顳顬孔的,只是退化了,是一種基礎雙弓類。

下孔亞綱(合弓類,單弓類),顱骨每側只有一個顳顬孔,位於眶後骨下方,包括盤龍類、獸孔類等,在恐龍時代之前很繁盛,現在已經沒有這樣的動物了(它們去哪了呢?下文揭曉)。

魚龍

此外還設立過一個調孔亞綱(闊弓類),每側只有一個加大的上顳顬孔,下顳顬孔退化,包括蛇頸龍、魚類等史前海洋爬行動物。後來發現,該亞綱是不成立的,闊弓特徵只是對海生生活的適應。

03爬行動物的系統演化關係

根據現代系統分類法,完美的分類單元必須是單系群。爬行綱冠群,即真爬行動物,包括現存所有爬行動物的最晚共同祖先及其全部後代。現存爬行綱都屬雙弓亞綱,其共同祖先出現在古生代晚期,分兩大演化支:主龍下綱和鱗龍下綱。

龜鱉目、鰭龍目(蛇頸龍)和魚龍目也是雙弓類的支系,但演化位置尚無定論。這裡只引用2015年最新DNA分析的結果,蛇頸龍屬於泛龜類,屬於主龍下綱的基礎類群,而魚龍是鱗龍下綱的基礎類群。

爬行綱冠群的系統發生關係

鱗龍下綱包括有鱗目(蛇和蜥蜴)、喙頭蜥目,為當代最繁盛的爬行類。中生代晚期的海洋霸主——滄龍也屬於鱗龍類,滄龍實際上就是海生大蜥蜴。

主龍下綱為爬行綱演化主幹,現存典型的是鱷魚。在中生代非常繁盛,恐龍和翼龍都屬於該下綱。恐龍是蜥臀目和鳥臀目(鴨嘴龍、劍龍和角龍等)的合稱,蜥臀目又分蜥腳亞目(梁龍、腕龍和馬門溪龍等)和獸腳亞目(異特龍、霸王龍和恐爪龍等)。尤其值得注意的是,鳥類都是小型獸腳類恐龍的直系後裔,因此也屬於廣義的雙弓類,鳥類頭上也確實有兩對太陽穴。

綜上,爬行綱冠群是涵蓋鳥綱的。「現存爬行類+鳥類」構成一個單系群,而刨除鳥類後就只是個並系群。

霍夫曼滄龍,最大的滄龍

爬行綱總群,包括地球上出現過的具有爬行類特徵的所有動物,它們的最晚共同祖先及其全部後代。這個共同祖先可追溯到最原始的羊膜動物,也就是地球上第一個會下蛋的動物。

雙弓類就是冠群——真爬行類。缺弓類在恐龍時代之前(三疊紀末)就已經全部滅絕了,現在沒有活著的後代,我們稱之為副爬行類。

合弓類是似哺乳的爬行類,它是哺乳動物的直系祖先。哺乳動物只有一對太陽穴,上、下顳顬孔合二為一且位於下位,這是合弓類的關鍵特徵。從合弓類到哺乳類的演化一脈相承,我們也是廣義的合弓類。

爬行綱總群的系統發生關係

綜上,爬行綱總群=冠群/真爬行類+副爬行類+合弓類,而真爬包含鳥類,合弓類包含哺乳類,所以,經典爬行動物和鳥類、哺乳類一起構成了一個大的單系群——就是所有的羊膜動物(哺乳動物在胚胎發育初期也是有羊膜卵的,只是在子宮裡孵化了,生出胎兒而不是下蛋)。

從系統發生角度看,傳統意義上的爬行綱無論冠群還是總群都是並系而非單系,因此爬行綱是個不科學、不自然的概念。這個概念最不科學之處在於錯誤表達了類群之間的親疏,例如,鱷魚現存最近的親戚是鳥類,而非同屬爬行綱的烏龜和蜥蜴。

04爬行綱不存在共同特徵

根據教科書的說法,爬行綱的共同特徵有:①體表覆蓋乾燥的角質鱗、甲,②體溫不恆定(冷血),③心臟有三腔(心室隔膜不完全),④肺呼吸,⑤有羊膜卵(卵殼堅硬),生殖發育擺脫了水的限制。

灣鱷,現存最大的爬行動物

實際上,這些沒有一個真的是爬行綱共同特徵。肺呼吸、羊膜卵是爬行類和鳥類、哺乳類的共有特徵。而有鱗甲、三腔心和冷血只是部分爬行類與魚類或兩棲類的共有特徵,而恐龍和翼龍與鳥類一樣是溫血的和四腔心的,部分恐龍有羽毛,鱷魚也是四腔心。

其他類群都有一眼能看出來,而且不會與其他動物混淆的關鍵特徵,如哺乳類的胎生和哺乳,兩棲類的水陸兩棲和變態發育,為什麼爬行類不存在這樣的特徵?爬行綱的真正面目馬上就浮出水面了。實際上,傳統上說的爬行動物,是指不是鳥類又不是哺乳類的所有羊膜動物,這是個典型的分類垃圾桶的概念

霸王龍和三角龍

這個分類垃圾桶給我們帶來了很多誤導,最明顯的莫過於對恐龍的認識。最初專家認為恐龍是冷血、行動笨拙的,理由就是恐龍屬於爬行動物——不是鳥又不是獸的羊膜動物。然而恐龍與現在的爬行動物完全不同,鱷魚和蜥蜴都是腿呈「八字」、肚皮貼地爬行的動物,而恐龍和鳥類、哺乳類一樣,腿位於正下方,身體能立起來。

事實上,恐龍比同體型的哺乳動物行動更靈活。霸王龍和三角龍體型比大象還大,但它們依然保持了彎曲的後腿,證明它們可以像羚羊一樣奔跑,而大象的腿筆直,只能緩緩踱步,不能做任何跳躍。

近些年發現的很多小型獸腳類恐龍是有羽毛的,它們沒有翅膀,不會飛,羽毛的主要作用就是保暖了,它們和鳥類一樣是溫血的。下圖是胡氏耀龍的復原圖,像極了原始鳥類,假如我們生活在侏羅紀,還會認為屬於爬行類的恐龍與鳥類之間的界限是不可逾越的嗎?

胡氏耀龍,最小的恐龍

科學家還發現,恐龍和翼龍都是有氣囊結構的,證明它們和鳥類一樣都會雙重呼吸。這是一種極為高效的呼吸方式,每次呼氣和吸氣能吸兩次氧。

因此,爬行綱的概念不是演化支,更像是個演化階段。把恐龍、鱷魚、龜鱉、蛇和蜥蜴等完全不同的動物湊到一起,組成了個大雜燴的爬行綱,確實沒有科學依據,應予以摒棄。

05為什麼還未進行修正?

早在1970年,古生物學家羅伯特·巴克就提出「疾馳和熱血的恐龍」這一觀點,推動人們對恐龍和爬行綱概念的認識發生革命性改變。不久後就有學者提出廢除爬行綱,將包括鳥類的雙弓類與缺弓類合併為蜥形綱,而包括哺乳動物的合弓類就成為合弓綱

脊椎動物的系統發育圖

學術界遲遲難以達成一致意見,是由於系統分類法本身的缺陷。如果爬行綱廢棄,那同為並系群的兩棲綱和魚綱該如何處理呢?好在羊膜動物的祖先迷齒類兩棲動物沒有其他活著的後代了,只考慮現生動物,直接把迷齒類排除在兩棲綱之外就可以了。這樣,兩棲綱僅指冠群,包括當代兩棲類的共同祖先以及其所有後代(滑體亞綱)。

魚類的處理就比較麻煩了,四足動物祖先肉鰭魚仍有其他後代活著,要準確描述它們的系統關係,就必須抬高魚類的分類等級。兩棲、合弓、蜥形都是綱,四足動物就是上綱,而四足動物與肺魚一起組成一個大綱,相應地與之並列的腔棘魚也是大綱。肉鰭魚就升格為總綱,輻鰭魚(現存多數硬骨魚)也成為總綱,它們合在一起共同組成硬骨魚高綱。分類層級已經完全不夠用了。

與之相反,鳥類和哺乳類的分類等級要被大大壓低。鳥類是獸腳亞目的後裔,只能成為一個科。經典分類系統中鳥類可是個現存20目、一萬多種的大分類單元,這還不算史前的類群。

哈佩雕,所有鳥類都是恐龍的後裔

顯然,根據系統分類法,分類單元級別的高低很大程度上取決於出現時間早晚。早期出現的,即使是已經沒有活著後代的幽靈類群,或者僅存少量後代的孓遺類群,單憑姐妹群的開枝散葉,就能水漲船高,成為大分類單元。例如,現存肺魚只有6種,腔棘魚更是只剩下兩種,但它們卻是上綱、大綱級單位。相反,鳥類有一萬多種卻只能是一個科。

林奈分類法中的分類級別,本來是用來指示分類單元大小的,這是兩者矛盾的地方。也許林奈的系統已經不能適應科學發展的新形勢,因此有學者主張使用無級別分類系統,廢除科、目、綱等所有等級。

還有學者主張,對復系群應堅決取締,但對並系群可以一定程度上保留。這樣,原來所有的綱都可以繼續使用了。對目以下的中、小分類單元,保持理想的單系群相對容易,但對綱以上的大單元就太難了。

提塔利克魚,屬於希望螈類,四足動物祖先

系統分類法最大的弊端,恐怕是無法解決共同祖先的定種問題。好在我們很難找到直系祖先化石,發現的多是些旁支,這個問題暫時沒有給我們帶來困擾。假如有一天我們真的找到了演化成羊膜動物的那一群迷齒類,我們該如何確定它的分類呢?顯然,由於它的後代是所有羊膜動物,它至少得是個上綱,而且我們無法給它定種、屬、科、目,它只是個上綱,在這裡林奈的系統就完全崩潰了。

鑑於爬行綱的概念錯誤指示了恐龍、鳥類、鱷魚和蜥蜴的親緣關係,修正恐怕是勢在必行的了。但對於如何修正,專家尚未找到完美的解決方案,因此爬行綱這個不科學的概念就暫時留在了我們的教科書中。

06我們真的比爬行動物高等嗎?

最後,我們不得不捫心自問一下這個問題。恐龍可能同樣是恆溫動物,同樣可以站立。我們大腦發達、牙齒咀嚼效率高,而恐龍也有自己的優勢,它的氣囊系統和骨骼中空的結構使它長得更大,最大的蜥腳類恐龍體重是有史以來最大陸地哺乳動物的4倍以上。

中生代是主龍類的時代

恐龍與哺乳動物幾乎同時出現,然而它卻主宰了地球1.4億年,我們的祖先只能圍著他的腳打轉,假如沒有6600萬年前的那顆隕星,哺乳動物看不到接管世界的任何希望。

根據達爾文以後的進化理論,所有生物都有一個共同祖先,大家的進化時間相同,形態、習性的不同只是對不同環境的適應,又怎麼會有低等、高等之分呢?

我們人類至今不過只有200萬年的歷史,之後又能存活多久?如果有一天,世界末日降臨,新的統治者會不會將人類和哺乳動物斥之為低等動物呢?我覺得,是時候拋棄低等生物這種陳腐觀念了。

相關焦點

  • 別再誤解爬行動物了,不是會爬的都叫爬行動物!
    別再誤解爬行動物了,不是會爬的都叫爬行動物!所謂爬行動物,是指它們的體表一般均擁有保護性的鱗片亦或是堅硬的外殼,皮膚不具備呼吸功能,由於這些動物的皮膚腺極少,因此它們的身體也不會因為過快地失去水分從而走向死亡,爬行動物的頭顱上除鼻軟骨囊以外、全部骨化,外部被膜成骨覆蓋,頭部能夠靈活轉動,胸椎、胸肋與胸骨圍成胸廓以此保護內臟,這也是動物界中首次出現胸廓這一結構,除蛇類動物外,所有爬行動物均長有四肢,水生動物種類則長有槳狀的掌
  • 各種常見動物的廈門話叫法,80、90後的你會嗎?
    好多動物的廈門話同普通話叫法都很不一樣。
  • 健身新方式|老人組團龜蛇爬行走紅,科學嗎?
    這位老人名叫李培良,他說自己年輕時就是運動健將,但也正因如此留下了一身傷病,為了讓自己健康起來,自己鑽研出這套「龜蛇爬行」法。作為「龜蛇爬行」運動的創始者,李培良自幼酷愛體育活動,從十幾歲開始一直到如今都沒有放下。
  • 動物的爬行——處之泰然,最「經濟」最原始的運動方式!
    動物的爬行沒有任何令人驚訝的記錄。與其他的運動形式相比,爬行談不上有速度,更多的情況是慢得連測量它的平均速度都很難。但是,這種緩慢的運動方式也不失為一種獨闢蹊徑的生存之道。最原始的爬行微小的單細胞動物——原生動物的偽足運動就是最原始的爬行。
  • 不走尋常路!學習動物爬行稱是治療腰間盤突出,是真的嗎?
    近日,陝西西安一名女子因為之前患有腰間盤突出,聽說模仿動物爬行健身可以緩解症狀就開始潛心研究,經過爬行健身三個月,其腰病得到了極大地緩解,腰間盤突出也沒那麼疼了。女子爬行健身行為吸引力三十餘人參加,爬行健身對於腰間盤疾病的治療真的有效嗎?這又是什麼神奇操作?
  • 西安女子模仿動物爬行健身引追捧 能治腰椎病是真的嗎?
    查女士練習爬行,圖片來自網絡。西部網訊(記者凌旎)見過跑步、遊泳健身,你見過爬行健身嗎?近日,西安市民查女士和她的「爬行療法」走紅網絡。查女士曾患有腰椎間盤突出,她介紹,通過模仿蜥蜴、鱷魚、貓等十多種動物的爬行方式,能有效緩解身體的痛感。
  • 西安女子公園內學習動物爬行健身,吸引眾多粉絲加入!網友這麼說
    12月7日,陝西省西安市,一女士曾患有腰椎間盤突出,聽說爬行可以緩解症狀後,開始研究爬行健身。這名女士說,自己之前有腰椎間盤突出爬了有3個月的時間後感覺自己的腰不疼了。如今她已經能模仿十多種動物進行爬行,其中有些動作是她在爬行中自己創造的,她的堅持也吸引了30多人加入她的爬行團隊。
  • 倒地爬行加快掉血?和平精英遊戲的四大謊言 別再上當了
    倒地爬行加快掉血?女角色不易被擊中?今天小編就為大家帶來了和平精英遊戲的四大謊言,大家一定要注意別再上當了!下面快一起看看吧。
  • 「爬行運動」治百病?有利腰椎 不是人人適用
    近年悄然興起一種新運動:雙手撐地、雙腳配合在地上形成四肢爬行爬著爬著,就能把病爬好了?醫生闢謠:爬行有利腰椎放鬆,但絕對不是包治百病,更不是人人適用雙手撐地,和雙腳配合,形成四肢交互爬行的動作。如果,你在路上看到有人在做這樣「返祖」的動作,千萬別驚訝,因為他們正在「運動」。
  • 老人組團龜蛇爬行走紅 龜蛇爬行是什麼?
    老人組團龜蛇爬行走紅 龜蛇爬行是什麼?】近日,廣州一名91歲的老人每天帶著一群老人在公園組團模仿龜蛇爬行的事情走紅網絡。他說自己從小愛運動,後來生病琢磨出龜蛇爬行,以此鍛鍊筋骨延年益壽。那麼這樣的鍛鍊科學嗎?
  • 陝西奇女子:學十多種動物爬行,能做幾百個伏地挺身
    因為她實在是太會玩了,不僅能跑步,還模仿出了十多種動物的形體,通過爬行來鍛鍊身體。而且,在她的帶動下,還有幾十個粉絲加入了她的爬行團隊,有空的時候就到公園爬行鍛鍊。而這群人趴在地上,不斷變換著不同動物種類的爬行動作,也成了公園的一大景觀。
  • 孩子王PK百獸之王 常州動物世界舉行別開生面爬行大賽
    11月29日,常州淹城野生動物世界舉辦了一場別開生面的爬行大賽,一邊是人類的「孩子王」,另一邊是動物界的「百獸之王」,兩「王者」之間的較量,最終冠軍花落誰家,讓人拭目以待。萌寶們賣力爬行。爸爸團、媽媽團們使盡渾身解數引導萌寶爬行。 唐娟 攝當主持人宣布比賽開始,小組賽的萌寶們開始展開激烈的比拼,身旁的爸爸團和媽媽團則擔任啦啦隊,為自己家的萌寶吶喊助威,為了使萌寶們展示真正的爬行實力,爸爸團、媽媽團們使盡渾身解數引導萌寶爬行,有用玩具吸引的、有用奶瓶吸引的、更有家長在終點手舞足蹈,只為自家寶寶能在第一時間抵達終點。
  • 各種動物的粵語叫法,你還記得多少?
    很多動物的粵語稱呼都有別於普通話,其中不乏生動有趣的叫法。看你還記得多少,又能說得出多少?
  • 女子模仿動物爬行治療腰間盤突出,多人效仿加入
    女子模仿動物爬行治療腰間盤突出查女士在按摩治療腰椎間盤突出時,聽說爬行可緩解症狀,開始研究爬行健身,並嘗試模仿多種動物爬行。如今,已有30多人效仿查女士,參與爬行。
  • 四大發明為什麼不算科學,我們對科學有多少誤解?
    《科學的故事》是一本以權威學術為背景,且通俗易懂的科學精神啟蒙書。從亞里斯多德到柏拉圖,通過故事解析希臘城邦文明孕育出科學的奧秘,幫助大家理解科學,認識科學。(2018年10月30日晚,吳國盛教授曾在人文清華講壇發表名為《我們對科學有多少誤解?
  • 談從「爬行」到哺乳的進化:哺乳型動物
    文/語語提到中生代,我們腦海裡總能想像出一幅爬行動物欣欣向榮的場景,天上飛的翼龍,地上跑的恐龍,海裡遊的魚龍、蛇頸龍和滄龍,潛伏於河湖中的鱷魚……地球這個美麗而又寬廣的舞臺擠滿了爬行家族各大成員,似乎已經沒有我們哺乳動物的位置了。
  • 鳥類年齡、性別鑑定方法以及國家三有保護動物概況
    三有保護動物包括:獸綱:六目、十四科、88種鳥綱:十八目、61科、707種兩棲綱:三目、10科、291種爬行類:3**種昆蟲類:120屬  所有種和另外公布的1**種掌握這個對我們自己是一種保護,同時也是對野生動物、野生鳥類、尤其是瀕危的昆蟲的保護。百度上的三有的定義,跟我們實際工作較遠,我們不用太在意。同學們不要覺得自己本地沒有什麼鳥什麼鳥,其實在我們身邊,有很多很多的需要我們保護的、了解的,並且別人並不知道它們的野生動物。
  • 老人健身,這些「彪悍」別再做了,小心不健身反傷身
    其實,這種所謂的養生方法不可取,也沒有科學依據,當室外溫度高於人體體溫,長時間進行『石療』,很容易中暑、皮膚燙傷。」尤其對有高血壓、腦血管疾病的老年人來說,隨著室外溫度的增高,會增加血壓升高、腦溢血的風險。
  • 秋涼好健身 爬行益處多
    所謂爬行健身就是以四肢著地,學著動物走路的樣子,兩手向內彎曲、著地,慢慢地一步一步向前走。爬行的動作要領是雙手雙腳著地,雙膝雙肘不著地,雙臂支撐著身體的前部重量,雙手一前一後向前爬行,雙腳後蹬,速度先慢後快,以不喘不累為宜。爬行運動一般在飯後一小時左右進行,必須循序漸進。
  • 比利時天堂動物園2020年收留477隻爬行動物
    據比利時天堂動物園1月14日介紹,該園在2020年收留了被遺棄或政府沒收的477隻爬行動物,包括龜、蛇、鱷等,以防這些動物被放生後死亡或影響當地生態。