黑頸劍蛇

從樹(shù)梢到深海，從森林到荒漠，作為適應(yīng)環(huán)境的高手，蛇在不同生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要角色。

作者郭光普教授基于這篇文章的文本，以活體蛇為“教具”，開(kāi)展了一堂生動(dòng)有趣的“知識(shí)迎蛇年”科普課。讀完文章后記得掃描文末二維碼，親眼看看這些可愛(ài)的爬行動(dòng)物吧。

《科學(xué)畫(huà)報(bào)》編輯部

蛇類(lèi)是自然界的一個(gè)特殊類(lèi)群，全世界約有4000種，幾乎占了爬行動(dòng)物種類(lèi)的1/3。它們從1.18億年前走來(lái)，一路上舍棄了四肢，拉長(zhǎng)了身體，用與眾不同的方式扭動(dòng)前行，倒也生活得自由自在。盡管無(wú)法如其他動(dòng)物般奔跑，但它們擁有獨(dú)特的適應(yīng)能力，遍布森林、草原、濕地、荒漠、海洋、島嶼乃至雪域高原，與周?chē)沫h(huán)境和生物和諧共處。

在億萬(wàn)年的進(jìn)化中，蛇類(lèi)在自己所處的生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)了比較穩(wěn)定的生態(tài)位。生態(tài)位是指生態(tài)系統(tǒng)中每種生物生存所必需的生境最小閾值，由某個(gè)空間內(nèi)的陽(yáng)光、溫度、水分、土壤各種生物因子構(gòu)成。其實(shí)，生態(tài)位就是資源，占據(jù)生態(tài)位也就是利用資源，蛇在某個(gè)空間內(nèi)的生態(tài)位可以理解成它的巢穴所處的環(huán)境、食物及配偶等資源。

不同生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)位構(gòu)成各異，因此，蛇類(lèi)所能利用的資源也相應(yīng)不同。在所有資源中，食物資源最為重要，因?yàn)樗猩锒肌耙允碁樘臁薄缀跛械纳哳?lèi)都是吃肉的，鼠類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、蛙類(lèi)和蜥蜴是大多數(shù)蛇類(lèi)的主要食物。但是，因生態(tài)系統(tǒng)的差異，不同生態(tài)系統(tǒng)中的蛇具體的食物選擇亦大相徑庭。

01

熱帶雨林的隱秘獵手

在森林生態(tài)系統(tǒng)中，尤其是熱帶和亞熱帶森林中，物種多樣性非常豐富，蛇也豐富多樣。例如，在云南熱帶雨林中，毒蛇種類(lèi)之多令人驚嘆，這不僅體現(xiàn)了生物多樣性，也是生態(tài)系統(tǒng)平衡與進(jìn)化歷程的生動(dòng)體現(xiàn)。在巴拿馬熱帶雨林中，約有130種蛇，其中21種為毒蛇，這些蛇類(lèi)在維持生態(tài)平衡和推動(dòng)物種進(jìn)化中扮演著重要角色。其中有許多蛇類(lèi)是樹(shù)棲的，如綠樹(shù)蟒、綠樹(shù)蛇、棕樹(shù)蛇、竹葉青蛇等，它們利用樹(shù)枝和藤蔓在樹(shù)林間穿梭，或者在樹(shù)枝上靜靜地等待著小鳥(niǎo)、小松鼠的到來(lái)，然后迅速出擊，一口定局。它們也捕食昆蟲(chóng)等無(wú)脊椎動(dòng)物。這些樹(shù)棲蛇類(lèi)通過(guò)控制獵物數(shù)量，對(duì)森林中動(dòng)植物群落的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)產(chǎn)生影響。例如，某些地區(qū)如果樹(shù)棲蛇類(lèi)數(shù)量減少，可能導(dǎo)致食葉昆蟲(chóng)數(shù)量爆發(fā)，進(jìn)而影響樹(shù)木的生長(zhǎng)和森林的健康。森林中的地棲蛇類(lèi)在森林地面的落葉層和洞穴中棲息，它們以嚙齒動(dòng)物、蛙類(lèi)、蜥蜴等為食。

在熱帶和亞熱帶森林中還有體形最大的蛇類(lèi)—— 蟒蛇。亞馬孫森林中的水蚺長(zhǎng)度可達(dá)11米，可以捕食麂子、鹿、羊、豬等大型動(dòng)物，甚至敢于挑戰(zhàn)鱷魚(yú)（盡管捕食鱷魚(yú)極為危險(xiǎn)，常導(dǎo)致雙方受傷），人類(lèi)亦在其食譜之中。

正在吞食樹(shù)蛙的赤鏈蛇

02

草原上的靈動(dòng)游俠

草原生態(tài)系統(tǒng)較為開(kāi)闊，缺少大型喬木類(lèi)植物，蛇類(lèi)的種類(lèi)和數(shù)量相比森林生態(tài)系統(tǒng)有所不同。草原上常見(jiàn)的蛇類(lèi)，如蝮蛇、錦蛇等，體形相對(duì)較小，主要以小型哺乳動(dòng)物（田鼠、野兔等）、鳥(niǎo)類(lèi)及昆蟲(chóng)為食。草原上氣候變化大，秋冬季尤為寒冷，食物資源相對(duì)匱乏（非洲稀樹(shù)草原除外），因此蛇類(lèi)活動(dòng)范圍廣泛，常隨季節(jié)變換和獵物分布遷移。例如，在草原鼠害爆發(fā)的年份，以鼠類(lèi)為食的蛇類(lèi)數(shù)量可能會(huì)相應(yīng)增加，從而對(duì)控制鼠害起到一定作用，防止草原植被被過(guò)度啃食，引發(fā)土地荒漠化等生態(tài)問(wèn)題，有利于維護(hù)草原植被的健康生長(zhǎng)。

03

濕地里的水生精靈

濕地是生物多樣性極為豐富的生態(tài)系統(tǒng)，蛇類(lèi)在其中也占據(jù)著獨(dú)特的生態(tài)位。游蛇類(lèi)在濕地比較常見(jiàn)，它們適應(yīng)了水生或半水生的生活方式，食物也比較豐富。它們比較擅長(zhǎng)游泳，可以捕食魚(yú)、蛙、蟾蜍、蠑螈和蜥蜴，也吃鼠類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和水生無(wú)脊椎動(dòng)物（如昆蟲(chóng)）。這些蛇的存在影響著濕地水域生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落結(jié)構(gòu)。例如，蛇通過(guò)捕食某些魚(yú)類(lèi)，可能會(huì)改變魚(yú)類(lèi)種群的大小和年齡結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響整個(gè)濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。此外，一些在濕地邊緣棲息的蛇類(lèi)，如赤鏈蛇等，還會(huì)捕食進(jìn)入濕地覓食或棲息的小型哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)，成為濕地與周邊陸地生態(tài)系統(tǒng)之間物質(zhì)和能量交換的重要參與者。

04

荒漠中的極限生存家

荒漠生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境惡劣，那里的蛇類(lèi)面臨極端溫度、干旱和食物資源稀缺等挑戰(zhàn)。然而，仍然有許多蛇類(lèi)適應(yīng)了這種環(huán)境，如響尾蛇、沙蟒等。荒漠蛇類(lèi)憑借其出色的耐旱與耐熱能力，巧妙地選擇在清晨、傍晚或夜晚這些較為涼爽的時(shí)段活動(dòng)，以此避開(kāi)白天炙熱的高溫?；哪哳?lèi)主要捕食荒漠中的小型爬行動(dòng)物（如蜥蜴）、嚙齒動(dòng)物以及昆蟲(chóng)。因?yàn)榛哪械纳锒鄻有员容^低，食物網(wǎng)比較簡(jiǎn)單，生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱，所以蛇類(lèi)的存在對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定同樣至關(guān)重要。例如，控制嚙齒動(dòng)物的數(shù)量，有效遏制它們對(duì)荒漠植被種子與幼苗的破壞，為荒漠植被的復(fù)蘇與更迭鋪平道路。這些植被進(jìn)而成為其他生物的庇護(hù)所與糧倉(cāng)，與荒漠蛇類(lèi)共同維系荒漠生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與繁榮。

05

海島上的獨(dú)特居民

海洋島嶼上的環(huán)境很特殊，尤其是一些小型島嶼環(huán)境相對(duì)孤立，植被簡(jiǎn)單，氣候多變，周?chē)际窍趟?，?duì)生存非常不利。然而，生活在這里的蛇類(lèi)具有獨(dú)特的演化歷程和生態(tài)地位。在漫長(zhǎng)的演化歷程中，一些蛇類(lèi)逐漸分化出獨(dú)特的物種或亞種，并發(fā)展出別具一格的生活方式。例如，遼寧大連蛇島上的蛇島蝮，周?chē)氖澄镔Y源雖然不多，但有300余種鳥(niǎo)類(lèi)，所以它最主要的食物就是鳥(niǎo)，幼體則以鼠婦、蜈蚣等節(jié)肢動(dòng)物為食。位于赤道上的加拉帕戈斯群島上的游蛇，與島上的海鬣蜥形成了特殊的食物關(guān)系，對(duì)海鬣蜥的種群數(shù)量和行為產(chǎn)生了很大影響。每年4月，那里會(huì)上演一場(chǎng)游蛇與海鬣蜥寶寶之間速度、力量和運(yùn)氣的大比拼。盡管游蛇以初生的小鬣蜥為食，但它們同時(shí)也是小鬣蜥其他潛在掠食者的天敵，這在一定程度上為海鬣蜥的卵與幼仔筑起了一道保護(hù)屏障。由于島嶼上的資源比較貧乏，在島嶼上生活的蛇類(lèi)在食物資源利用上往往具有較高的專(zhuān)一性，這是對(duì)島嶼有限資源的一種適應(yīng)。它們?cè)趰u嶼生態(tài)系統(tǒng)中不僅增添了物種多樣性，還對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)維持和功能發(fā)揮著不可或缺的作用。

06

特殊環(huán)境下的生存奇跡

此外，有些蛇類(lèi)棲息于特殊環(huán)境，如山洞、高原乃至水域。這些獨(dú)特的棲息環(huán)境決定了它們獲取資源的特殊性。例如，生活在洞穴中的斑點(diǎn)蟒會(huì)以蝙蝠作為其主要食物。有些盲蛇通過(guò)快速演化適應(yīng)穴居生活，它們的食譜甚至是螞蟻和螞蟻卵。在我國(guó)青藏高原有一種非常特殊的蛇——溫泉蛇，它們能生活在海拔4 300米以上的溫泉附近的小河或沼澤，以高山蛙、幼鼠，甚至魚(yú)類(lèi)為食。海蛇是在海洋咸水中生活的蛇類(lèi)，它們幾乎都是劇毒蛇，主要食物是鰻魚(yú)、烏賊等水中的動(dòng)物。

目前，蛇類(lèi)面臨棲息地破壞、氣候變化、環(huán)境污染、非法捕獵與貿(mào)易、入侵物種競(jìng)爭(zhēng)等危機(jī)，這使很多蛇類(lèi)成為瀕危動(dòng)物。蛇類(lèi)種群數(shù)量的變化對(duì)它們所處生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)產(chǎn)生重大影響，進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，需要采取一系列措施保護(hù)蛇類(lèi)生物多樣性，如進(jìn)行公眾教育與意識(shí)提升、進(jìn)行長(zhǎng)期科學(xué)研究與監(jiān)測(cè)、盡快進(jìn)行棲息地保護(hù)與恢復(fù)、制定完善法律政策與嚴(yán)格執(zhí)法、加強(qiáng)各地區(qū)的交流與合作等。

唯有全社會(huì)齊心協(xié)力，方能保障蛇類(lèi)這一特殊又神秘的物種在地球上的永續(xù)繁衍，促進(jìn)生物多樣性蓬勃發(fā)展，為地球生態(tài)平衡與生物多樣性保護(hù)添磚加瓦。

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