黑頸劍蛇

從樹梢到深海，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”，開展了一堂生動(dòng)有趣的“知識迎蛇年”科普課。讀完文章后記得掃描文末二維碼，親眼看看這些可愛的爬行動(dòng)物吧。

《科學(xué)畫報(bào)》編輯部

蛇類是自然界的一個(gè)特殊類群，全世界約有4000種，幾乎占了爬行動(dòng)物種類的1/3。它們從1.18億年前走來，一路上舍棄了四肢，拉長了身體，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，與周圍的環(huán)境和生物和諧共處。

在億萬年的進(jìn)化中，蛇類在自己所處的生態(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?。幾乎所有的蛇類都是吃肉的，鼠類、鳥類、蛙類和蜥蜴是大多數(shù)蛇類的主要食物。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。其中有許多蛇類是樹棲的，如綠樹蟒、綠樹蛇、棕樹蛇、竹葉青蛇等，它們利用樹枝和藤蔓在樹林間穿梭，或者在樹枝上靜靜地等待著小鳥、小松鼠的到來，然后迅速出擊，一口定局。它們也捕食昆蟲等無脊椎動(dòng)物。這些樹棲蛇類通過控制獵物數(shù)量，對森林中動(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)如果樹棲蛇類數(shù)量減少，可能導(dǎo)致食葉昆蟲數(shù)量爆發(fā)，進(jìn)而影響樹木的生長和森林的健康。森林中的地棲蛇類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、蜥蜴等為食。

在熱帶和亞熱帶森林中還有體形最大的蛇類—— 蟒蛇。亞馬孫森林中的水蚺長度可達(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（盡管捕食鱷魚極為危險(xiǎn)，常導(dǎo)致雙方受傷），人類亦在其食譜之中。

正在吞食樹蛙的赤鏈蛇

02

草原上的靈動(dòng)游俠

草原生態(tài)系統(tǒng)較為開闊，缺少大型喬木類植物，蛇類的種類和數(shù)量相比森林生態(tài)系統(tǒng)有所不同。草原上常見的蛇類，如蝮蛇、錦蛇等，體形相對較小，主要以小型哺乳動(dòng)物（田鼠、野兔等）、鳥類及昆蟲為食。草原上氣候變化大，秋冬季尤為寒冷，食物資源相對匱乏（非洲稀樹草原除外），因此蛇類活動(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，以鼠類為食的蛇類數(shù)量可能會(huì)相應(yīng)增加，從而對控制鼠害起到一定作用，防止草原植被被過度啃食，引發(fā)土地荒漠化等生態(tài)問題，有利于維護(hù)草原植被的健康生長。

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)，蛇類在其中也占據(jù)著獨(dú)特的生態(tài)位。游蛇類在濕地比較常見，它們適應(yīng)了水生或半水生的生活方式，食物也比較豐富。它們比較擅長游泳，可以捕食魚、蛙、蟾蜍、蠑螈和蜥蜴，也吃鼠類、鳥類和水生無脊椎動(dòng)物（如昆蟲）。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，蛇通過捕食某些魚類，可能會(huì)改變魚類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，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)物和鳥類，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，仍然有許多蛇類適應(yīng)了這種環(huán)境，如響尾蛇、沙蟒等。荒漠蛇類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)，以此避開白天炙熱的高溫。荒漠蛇類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。因?yàn)榛哪械纳锒鄻有员容^低，食物網(wǎng)比較簡單，生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱，所以蛇類的存在對荒漠生態(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，與荒漠蛇類共同維系荒漠生態(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)境相對孤立，植被簡單，氣候多變，周圍都是咸水，對生存非常不利。然而，生活在這里的蛇類具有獨(dú)特的演化歷程和生態(tài)地位。在漫長的演化歷程中，一些蛇類逐漸分化出獨(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，周圍的食物資源雖然不多，但有300余種鳥類，所以它最主要的食物就是鳥，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在食物資源利用上往往具有較高的專一性，這是對島嶼有限資源的一種適應(yīng)。它們在島嶼生態(tài)系統(tǒng)中不僅增添了物種多樣性，還對生態(tài)系統(tǒng)的營養(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，甚至魚類為食。海蛇是在海洋咸水中生活的蛇類，它們幾乎都是劇毒蛇，主要食物是鰻魚、烏賊等水中的動(dòng)物。

目前，蛇類面臨棲息地破壞、氣候變化、環(huán)境污染、非法捕獵與貿(mào)易、入侵物種競爭等危機(jī)，這使很多蛇類成為瀕危動(dòng)物。蛇類種群數(shù)量的變化對它們所處生態(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)蛇類生物多樣性，如進(jìn)行公眾教育與意識提升、進(jìn)行長期科學(xué)研究與監(jiān)測、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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