鴨嘴獸“四不像”之謎

丹枝

1884?年?8?月?29?日，英國(guó)動(dòng)物學(xué)家威廉·?！た嫉峦枏倪b遠(yuǎn)的澳大利亞發(fā)了一封關(guān)于鴨嘴獸的電報(bào)，揭開了多年以來(lái)困擾科學(xué)界的謎題。當(dāng)時(shí)，年僅?25?歲的考德威爾花了4個(gè)月的時(shí)間在昆士蘭北部的伯內(nèi)特河畔搜尋鴨嘴獸的卵，但開始時(shí)一無(wú)所獲。他和土著人助手找到了肺魚的卵、針鼴的卵，但就是找不到他們真正想要的。就在打算放棄的那天，考德威爾卻發(fā)現(xiàn)了一只雌性鴨嘴獸，不僅發(fā)現(xiàn)了那只鴨嘴獸已經(jīng)下的一枚卵，而且就在他抓住它時(shí)，它正在下另一枚。當(dāng)考德威爾打開一枚卵時(shí)，他更加興奮了。當(dāng)時(shí)，英國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)正在召開年會(huì)?？嫉峦柊l(fā)給年會(huì)的信息很短——只有4個(gè)單詞。對(duì)于發(fā)報(bào)員來(lái)說(shuō)，這幾個(gè)詞就像胡言亂語(yǔ)，但它解開了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)百年的謎題，并永遠(yuǎn)改變了博物學(xué)家對(duì)動(dòng)物的分類法。

獨(dú)樹一幟

1798?年，大英博物館收到了一份來(lái)自澳大利亞新南威爾士總督的禮物：一件標(biāo)本。這個(gè)奇怪動(dòng)物的標(biāo)本，看上去像是一只海貍，又像一只鴨子。該標(biāo)本只有外皮，而且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸，保存得不是那么完好。雖然附有草圖，但一些博物學(xué)家難以相信這真是一只動(dòng)物的標(biāo)本。因?yàn)檫@個(gè)動(dòng)物長(zhǎng)著鴨子的嘴，身上覆蓋著厚厚的皮毛，四足上還長(zhǎng)著蹼，簡(jiǎn)直太古怪了。有些博物學(xué)家認(rèn)為，這是動(dòng)物標(biāo)本制作者炮制的騙局。在那個(gè)時(shí)代，這樣的鬧劇并不罕見，就在不久之前，用魚尾和猴頭制作的“美人魚”標(biāo)本，?欺騙了很多人。

身為哺乳動(dòng)物，雌性鴨嘴獸沒(méi)有乳房和乳頭，只在腹部?jī)蓚?cè)分泌乳汁喂養(yǎng)幼崽。同時(shí)它有爬行動(dòng)物特征，雌性鴨嘴獸產(chǎn)卵，雄性鴨嘴獸后足有毒刺，可刺傷攻擊者，毒液與蛇毒相近。它還有禽類的特征，鴨嘴獸腳有蹼，有類似鴨子的扁平喙。

身為哺乳動(dòng)物，雌性鴨嘴獸沒(méi)有乳房和乳頭，只在腹部?jī)蓚?cè)分泌乳汁喂養(yǎng)幼崽。同時(shí)它有爬行動(dòng)物特征，雌性鴨嘴獸產(chǎn)卵，雄性鴨嘴獸后足有毒刺，可刺傷攻擊者，毒液與蛇毒相近。它還有禽類的特征，鴨嘴獸腳有蹼，有類似鴨子的扁平喙。

時(shí)任大英博物館助理管理員的喬治·肖拿起剪刀，打算拆穿這個(gè)“虛假的拼湊標(biāo)本”。但是令他詫異的是，整個(gè)標(biāo)本竟然沒(méi)有一個(gè)線頭，也沒(méi)有一處縫合的痕跡……這動(dòng)物竟然是個(gè)真實(shí)存在的物種！那么問(wèn)題來(lái)了，這是什么生物？該把它歸在哪一類呢？

分類學(xué)與生物學(xué)一樣悠久，卡爾·林奈在鴨嘴獸來(lái)到英國(guó)前?40?年就開創(chuàng)了新的分類方法，奠定了現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)。和同時(shí)代的大多數(shù)人一樣，林奈相信所有生物都以上帝創(chuàng)造它們的形式恒久存在。但他基于動(dòng)物外觀的相似性進(jìn)行物種分類，這種分類方法可以說(shuō)是革命性的。林奈提出了5個(gè)分類層次：界、綱、目、屬、種。比如說(shuō)在動(dòng)物界下面分出6個(gè)綱，其中包括哺乳動(dòng)物、鳥類和兩棲動(dòng)物等綱。

林奈認(rèn)為，哺乳動(dòng)物通過(guò)“乳頭”（乳腺）為幼崽哺乳，有牙齒，用一對(duì)肺呼吸，通常有四肢，經(jīng)常被毛發(fā)覆蓋，有時(shí)還有尾巴。相比之下，鳥類產(chǎn)下蛋，有翅膀，但沒(méi)有外耳、外睪丸、子宮和膀胱。兩棲動(dòng)物（通常）胎生，有些會(huì)產(chǎn)生“可怕的毒液”。

雖然林奈的分類方法具有里程碑式的意義，但是該方法是建立在錯(cuò)誤的認(rèn)知之上的。今天我們已經(jīng)知道，他認(rèn)為物種一直以當(dāng)前的形式存在是錯(cuò)誤的。這就否定了物種之間的任何聯(lián)系（除了上帝規(guī)定的那部分），并且無(wú)法確定哪些特征（如果有的話）對(duì)某一分類來(lái)說(shuō)是必不可少的。這也意味著，對(duì)像鴨嘴獸這樣的“奇怪”生物進(jìn)行分類，太困難了。

鴨嘴獸看起來(lái)應(yīng)該是哺乳動(dòng)物。喬治·肖根據(jù)它的皮毛、嘴和蹼足，給它取名鴨嘴獸，他似乎有足夠的信心將它與樹懶、食蟻獸和其他無(wú)牙哺乳動(dòng)物歸為一類。但是他也心懷疑慮，覺得這樣的分類似乎很有問(wèn)題。英國(guó)版畫家托馬斯·比威克在看了一具保存更加完好的標(biāo)本之后承認(rèn)他非常困惑，根本不知道如何對(duì)它進(jìn)行分類。在《四足動(dòng)物的歷史》?（1800年）?一書中，他將其描述為“一種自成一格的動(dòng)物”，它似乎具有“魚、鳥和四足動(dòng)物”的特征，似乎“與我們迄今為止所知的任何事物都沒(méi)有聯(lián)系”。

對(duì)鴨嘴獸的研究越深入，謎團(tuán)就越大。1800?年，德國(guó)博物學(xué)家布魯門巴赫對(duì)鴨嘴獸進(jìn)行了詳細(xì)的研究。由于“鴨嘴獸”這個(gè)名字已經(jīng)給了一種甲蟲，他就將它重新命名為?“Ornithorhynchus?paradoxus”，字面意思是“鳥鼻悖論”，中文就翻譯為鴨嘴獸。布魯門巴赫發(fā)現(xiàn)，雌性鴨嘴獸沒(méi)有乳房和乳頭，但他也發(fā)現(xiàn)，鴨嘴獸具有許多哺乳動(dòng)物的特征。

兩年后，英國(guó)博物學(xué)家埃弗拉德·霍姆爵士得出了截然不同的觀點(diǎn)。他在研究報(bào)告中說(shuō)，雄性鴨嘴獸有爬行動(dòng)物的內(nèi)部睪丸和泄殖腔（消化道、泌尿道和生殖道的單孔）。當(dāng)時(shí)的人認(rèn)為泄殖腔只屬于爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物和鳥類，有泄殖腔意味著是下蛋的。這似乎使鴨嘴獸“非常明顯地”與哺乳動(dòng)物區(qū)分開來(lái)，因此霍姆建議，在生物的大鏈條中，上帝為所有生物分配了一個(gè)位置，而鴨嘴獸位于哺乳動(dòng)物之下?，但高于鳥類和爬行動(dòng)物/兩棲動(dòng)物。?然而，鴨嘴獸究竟屬于哪類，尚不清楚。

動(dòng)物都在進(jìn)化中

法國(guó)博物學(xué)家讓-巴蒂斯特·拉馬克?1809?年出版了《動(dòng)物學(xué)哲學(xué)》（Zologie?philosophique）?一書，闡述了他的進(jìn)化理論。他認(rèn)為所有生物都處于變化中，不僅可以根據(jù)環(huán)境因素“獲得”新的屬性，而且還可以將這些屬性傳遞給后代，也就是生物進(jìn)化具有用進(jìn)廢退與獲得性遺傳這兩個(gè)法則。正如查爾斯·達(dá)爾文后來(lái)表明的那樣，拉馬克的進(jìn)化論有明顯的缺陷：長(zhǎng)頸鹿并不是通過(guò)伸長(zhǎng)脖子夠向樹枝高處而變成長(zhǎng)頸鹿的。

但拉馬克清楚地表明，隨著時(shí)間的推移，一種動(dòng)物的形狀可能會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。這對(duì)分類學(xué)的影響是巨大的。拉馬克的進(jìn)化論告訴我們，與其根據(jù)外形特征對(duì)動(dòng)物進(jìn)行分類，不如追蹤動(dòng)物隨時(shí)間發(fā)生的“轉(zhuǎn)變”。這樣就可以更輕松地確定哪些特征是某個(gè)種屬的獨(dú)特特征，哪些特征不是。根據(jù)拉馬克的理論來(lái)解決鴨嘴獸“悖論”變得更加容易了。根據(jù)他的理論，法國(guó)博物學(xué)家艾蒂安·杰弗羅伊·圣希萊爾認(rèn)為，由于鴨嘴獸沒(méi)有乳腺，所以它“顯然”不是哺乳動(dòng)物，因此應(yīng)該包括在一個(gè)全新的脊椎動(dòng)物類別中，他把這一類稱為單孔目。

不過(guò)，這并沒(méi)有解決鴨嘴獸難題，似乎讓謎題更加撲朔迷離。受拉馬克理論的影響，德國(guó)解剖學(xué)家約翰·梅克爾開始更深入研究鴨嘴獸的一些奇怪特征，他的發(fā)現(xiàn)令人驚訝。他確定雄性鴨嘴獸有毒腺，這通常是爬行動(dòng)物和兩棲動(dòng)物才有的——在鴨嘴獸的后腳上，有根毒刺。雄性鴨嘴獸只有在繁殖季才會(huì)大量產(chǎn)生毒素，用于和其他雄性爭(zhēng)搶雌性，毒液與蛇毒相近。

1832?年，年輕的蘇格蘭士兵勞德代爾·摩爾發(fā)表了兩篇論文，支持鴨嘴獸是哺乳動(dòng)物。他承認(rèn)鴨嘴獸具有一些爬行動(dòng)物的特征，甚至在鴨嘴獸的骨盆中發(fā)現(xiàn)了爬行動(dòng)物才有的骨骼，但他還是提請(qǐng)大家注意鴨嘴獸那些哺乳動(dòng)物的特征。鴨嘴獸的乳腺是非典型的，但他毫不懷疑雌性能夠分泌乳汁（雖然沒(méi)有乳頭，但是雌性鴨嘴獸在腹部?jī)蓚?cè)分泌乳汁喂養(yǎng)幼崽，幼崽出殼以后，雌鴨嘴獸會(huì)躺平，然后讓乳汁流到肚子中間聚攏，等待自己的寶寶在肚皮上吃奶）。他還證實(shí)鴨嘴獸是恒溫動(dòng)物。

對(duì)某些人來(lái)說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)足以讓鴨嘴獸進(jìn)入哺乳動(dòng)物家族。但大多數(shù)博物學(xué)家很快意識(shí)到，這些發(fā)現(xiàn)實(shí)際上讓鴨嘴獸歸類變得更加困難。因?yàn)檫@些發(fā)現(xiàn)顯然具有無(wú)法協(xié)調(diào)的矛盾之處。一方面，如果動(dòng)物有乳腺，那么它的幼崽出生時(shí)就需要吃奶。這表明，要么該物種生下了活的后代（如人類和鯨魚），要么產(chǎn)生了在體內(nèi)孵化的卵（如海馬）。但另一方面，當(dāng)時(shí)的人認(rèn)為，如果動(dòng)物有泄殖腔，它就會(huì)下蛋（如雞和蜥蜴），大部分胚胎發(fā)育發(fā)生在體外。在這種情況下，胚胎是由蛋黃滋養(yǎng)的，不需要哺乳。某種生物具有功能正常的乳腺并下蛋，這是不可想象的，它的生殖方式必須是其中的一種。

電影《神奇動(dòng)物在哪里》中的嗅嗅，這種全身覆蓋著黑色絨毛的小動(dòng)物，口鼻較長(zhǎng)，像鼴鼠和鴨嘴獸的混合體。

雄性鴨嘴獸的后腳上有根毒刺，毒液與蛇毒相近。

科學(xué)家們各持己見。勞德代爾·摩爾確信鴨嘴獸會(huì)生下幼崽，而英國(guó)博物學(xué)家理查德·歐文則認(rèn)為鴨嘴獸的蛋在體內(nèi)孵化，而另一位博物學(xué)家杰弗里·圣希萊爾則堅(jiān)持認(rèn)為鴨嘴獸是下蛋的。所有博物學(xué)家都需要證據(jù)。有很多關(guān)于鴨嘴獸的報(bào)道，總有原住民和澳大利亞的殖民者聲稱看到鴨嘴獸在孵蛋。但博物學(xué)家對(duì)傳聞不太相信。他們也越來(lái)越不相信送給他們的“樣本”。因?yàn)樗麄儽或_了太多次了：1829?年，有人把烏龜?shù)八徒o杰弗里·圣希萊爾，騙他說(shuō)這是鴨嘴獸的;歐文曾經(jīng)用了幾個(gè)小時(shí)解剖了兩枚據(jù)說(shuō)是鴨嘴獸的蛋，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們分別屬于蜥蜴的和蛇的。

尋找鴨嘴獸的蛋

解決這個(gè)難題的唯一方法就是找到鴨嘴獸的蛋，或者更好的是捕獲并解剖一只雌性鴨嘴獸。為此，歐文請(qǐng)澳大利亞博物館館長(zhǎng)喬治·班納特幫助捕獲鴨嘴獸。但不管班納特試了多少次，都沒(méi)有捕獲一只雌性鴨嘴獸。

最終，解決這個(gè)謎題的責(zé)任落在了威廉·考德威爾身上。他的電報(bào)讓整個(gè)生物界激動(dòng)不已，電報(bào)上面寫著：“單孔目卵生，不全裂卵（Monotremes?oviparous，?ovum?meroblastic）。”換句話說(shuō)，鴨嘴獸下蛋，蛋黃很大——就像鳥類和爬行動(dòng)物一樣。?但至關(guān)重要的是，里面的胚胎已經(jīng)高度發(fā)達(dá)，具有不完整的椎骨和分化的大腦——這表明它們也已經(jīng)在母體內(nèi)生存了一段時(shí)間，需要在孵化后進(jìn)行養(yǎng)育。

考德威爾證明，鴨嘴獸無(wú)疑是哺乳動(dòng)物，但它完全屬于自己的一個(gè)目，遠(yuǎn)比其他所有目都要原始。鴨嘴獸最終歸類于哺乳綱動(dòng)物中原獸亞綱的單孔目。很久以前，鴨嘴獸從哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物的最后一個(gè)共同祖先分化出來(lái)，發(fā)展出一些獨(dú)特的新特征，但它們沒(méi)有完全擺脫過(guò)去祖先的影子。?因此，理解鴨嘴獸讓科學(xué)家們開始重新理解物種的進(jìn)化。

盡管鴨嘴獸給?19?世紀(jì)的生物學(xué)家?guī)?lái)了許多難題，但它仍然是讓人喜歡的奇怪生物。?事實(shí)上，它的奇異性或許正是它魅力的源泉。2006年，歐洲的科學(xué)家通過(guò)破譯鴨嘴獸的基因組發(fā)現(xiàn)，鴨嘴獸是一個(gè)基因混合體，包含部分鳥類基因、部分爬行動(dòng)物類基因以及部分哺乳動(dòng)物類基因。鴨嘴獸的基因組極其重要，因?yàn)樗碇覀兝斫獠溉閯?dòng)物進(jìn)化的缺失環(huán)節(jié)。鴨嘴獸是我們回到以前那個(gè)所有哺乳動(dòng)物都產(chǎn)卵，但卻以乳汁喂養(yǎng)幼崽時(shí)期的“入場(chǎng)券”。