在远古时期,青藏高原是一大片汪洋,和现在的地中海贯通,一起连通着大西洋和太平洋。这一大片海洋,被称为“古地中海”。古地中海北边是劳亚大陆,部分包括今天的欧洲、亚洲和北美洲。南边是冈瓦纳大陆,部分包括今天的南美洲、北非和澳大利亚还有南极洲、南亚等部分。
地质学家研究认为,大概2.4亿年前,由于地球的板块运动,从冈瓦纳分离出来的印度洋板块(即现在的南亚次大陆和大部分印度洋),向北移动,挤压古地中海,让这片区域发生了强烈的褶皱断裂和抬升。于是昆仑山和可可西里地区在当时就隆升成了陆地。
再后2.1亿年前,古地中海北部的地壳开始活跃,现在的北羌塘地区、喀喇昆仑山、唐古拉山和横断山就成为了陆地。在距今8000万年前,印度洋板块继续向北挤压,引起冈底斯山和念青唐古拉山急剧隆升,让藏北地区和藏南部分区域也成了陆地。形成了现在青藏高原的雏形。也形成了很多陆生动物的天堂。
图1 六大板块示意图(来源:网络)
在新生代早中期很长一段时期,青藏高原中部存在着一条东西走向的低海拔的谷地。低谷的南面和北面分别是冈底斯山脉和唐古拉山脉。来自印度洋的季风,将这里打造成了热带亚热带温暖而湿润的森林。在这个时期,这里孕育着众多的生物,也包括一些和美洲食螺蛇关系密切的蛇。
但是它们都没有料想到,这段低谷千万年来不断受到南北两边强大的挤压,逐渐变窄。在距今2300万年的新近纪,这片低谷被进一步挤压填充,逐渐达到现在的高度。而青藏高原东南缘在晚始新世到早渐新世之间也经历了一定的抬升,并达到现在高度。
从此,青藏高原上形成了紫外线强烈、缺氧、寒冷的气候特点。昔日森林密布的繁盛场景,变成了现在的高寒灌丛草甸、高寒草原、高寒荒漠等等。很多物种在这样的地质变化中消失,或者迁移出去。也有一些物种留在这里,找到了合适的方法,演化出了特别的本领,适应这缺氧又高紫外线的特殊环境,形成了独特的物种。
图2 西藏温泉蛇(来源:中新网,黄松拍摄)
温泉蛇,就是青藏高原隆升过程中滞留在这里的食螺蛇。温泉蛇是世界海拔分布最高的蛇,分布海拔3500~4400米。它们也是青藏高原上最特殊的一类蛇,别的地方没有。青藏高原复杂的地质变动,让他们隔离在了三个不同的地方,形成了三个不同的物种,就是现在西藏中部的西藏温泉蛇、四川西部的四川温泉蛇、云南北部的香格里拉温泉蛇。它们主要栖息在温泉附近的石堆、水边和沼泽草甸中,成了青藏高原上不同区域的代表。
千百万年前,它们的祖先在青藏高原隆升的时候,找到了几块小小的容身之所——温泉。这里地热资源丰富,地下温泉常年保持充足地涌出地面,形成了一片片温暖而潮湿的小气候。温泉蛇的祖先就在这里顺利度过了冰期和间冰期,演化成了现在的温泉蛇。可能没有哪一类蛇像温泉蛇这样依赖温泉。这里维持着温暖潮湿的小气候,有石堆、温泉凼和沼泽草甸,有温泉供暖的巢穴。温泉蛇的祖祖辈辈就依靠温泉水热区域的小型脊椎动物为食,比如和它们一样适应了高海拔环境的蛙、鱼等等。
图3 香格里拉温泉蛇(来源:中新网,彭丽芳摄)
温泉蛇亲缘关系最近的蛇是分布在秦岭的线形蛇。它们是食螺蛇家族在亚洲唯二的两类蛇,其他家族成员都在美洲。猜测可能因为冰期长时间的严寒气候,导致亚洲其他地方的食螺蛇灭绝。线形蛇可能因为秦岭复杂的地形和较低海拔而存活下来,而青藏高原的温泉则保住了温泉蛇。
除了面临寒冷之外,温泉蛇还要面临缺氧和超强的紫外线辐射。科学家研究发现,温泉形成的小气候让他们躲过了寒冷的威胁,但缺氧和强紫外线辐射方面,则很可能与它们的基因突变有关。科学家在温泉蛇基因中,发现了很多变异,而这些基因突变则大多与免疫、低氧适应应答和DNA修复等功能相关。有的变异基因,在紫外照射下具有更强的稳定性,可能有助于温泉蛇抵抗高强度的紫外线辐射。有的变异基因可以导致温泉蛇血红蛋白浓度处于较低水平,可能有利于温泉蛇适应高海拔缺氧。
图4 西藏温泉蛇(来源:自然基金委网站,周正彦摄)
然而,看着人畜无害没有毒性的温泉蛇,抵抗了恶劣的自然环境,却抵抗不了人们对它们栖息地的破坏。目前,青藏高原上很多温泉被开发出来,温泉附近的建筑和人类活动让温泉蛇的生存状况非常差,它们种群数量已经下降到了极危险的程度。2021年2月,新修订的《国家重点保护野生动物名录》把温泉蛇三个种全部列入了国家一级保护。希望它们在野生动物保护相关法律和人们保护下,能够永远健康地在青藏高原上繁衍生息。
(文章来源:科学出版社 作者:蔡波)