互动科普

背着巨大的龟壳慢吞吞地行走着，偶尔还“嗖”地一下将头和脚缩进龟壳之中。这种具备独特外观和动作的动物便是龟。那么，龟到底是从什么时候开始出现在地球上的呢？

作为龟壳的代价，牙齿退化？

观察龟的进化历史不难发现，龟的祖先跟恐龙或者鳄鱼是近亲。最古老的龟化石发现于大约2.2亿年前（中生代三叠纪后期）的地层，那时它就已经具有了甲壳。

为了应对当时地球上极其昌盛的恐龙等捕食者，龟的甲壳作为一种防御装备而发育出来。

“为了换得这种防御装备，龟似乎失去了一样东西。”对龟的进化深有了解的日本早稻田大学平山廉教授说道。那就是牙齿。

龟壳的长成需要大量的钙质。龟壳在龟的一生中都在不断生长，那么龟就需要不断地获取钙质。同时，牙齿的更新也需要钙质。“因为有限的钙质转化成了龟壳，龟的牙齿就退化了吧。”平山教授说道。

将头和脚缩进龟甲的呼吸方法

随着龟壳的长成和牙齿的退化，龟紧接着发生了另一个变化，那就是可以将头和脚缩进龟壳里了。尽管当人们提起龟时总想到一些迟钝的动作，但唯有缩头这个动作是相当迅速的。

解剖龟的背面就会发现，在沿着背骨的长长的间隙里，有连接着从腰到脖子的长长的肌肉。正是这里的肌肉的强有力收缩，才使得龟能够迅速地将脖子缩进龟壳。

缩头和缩脚的动作除了防御捕食者，还起着一个相当重要的作用，那便是呼吸。龟是靠肺进行呼吸的。但是，龟却没有哺乳动物呼吸时所使用的膈。取而代之的是，龟依靠缩进脖子和脚吐出肺中的空气，靠伸出脖子和脚将空气吸入。凭借“缩”这个动作，腹部的肌肉挤压内脏而压缩肺部，空气因此得以吐出。另外也有观点认为龟还有其他的呼吸方法，即反复地鼓起喉咙来制造空气的通道等等。

龟慢吞吞的行动使其长寿

俗话说“千年王八万年龟”，龟的寿命是很长的。据说龟的平均寿命可以达到100岁左右，而加拉帕戈斯象龟可以活到200岁以上。为什么龟可以如此长寿？

一般认为龟的长寿秘诀在于它的行动迟缓。动物的寿命之所以缩短，原因之一就在于“活性氧”。动物的生存离不开化学反应，而化学反应需要消耗能量。活性氧就是在动物体内制造这些能量的过程中产生的一种物质。它会损伤细胞和DNA，加速动物的死亡。

龟的动作迟缓，甚至几乎不怎么动，因此这部分能量的消耗也就相应地减少了。换句话说，在制造能量的过程中产生的活性氧的量减少了。那么，相较其他的动物而言，龟的基因、细胞就很难受到损伤，也就可以长寿了。

在这里补充一点：因为能量的消耗量较少，所以龟的饮食量也相应较少，水生龟类之外的其他龟一年不吃东西都可以生存下去。

向大海寻求生活场所的海龟诞生

现存龟的种类共有14个科，大约有290种。其中有50种龟属于大部分时间都在陆地上生存的陆生龟，有7种海龟科和1种棱皮龟科属于基本在海水中生存的水生龟。同是水生龟，还有25种鳖科和1种伪鳖科是在淡水中生存的。除此之外的龟都是水陆两栖。

海龟的同类是在大约1.1亿年前进化而来的。在阐述龟的进化过程中海龟诞生的理由时，研究海龟的日本海龟协会会长松泽庆将博士讲道：“如果能在大海中生存，那么就能游走于全世界的任何一个地方了。因为没有必要在被局限住的场所里争夺食物了，所以这对于生存应该是一个有利的选择，不是吗？”

凭借扁平的甲壳和“眼泪”适应了大海

在大海中生存的海龟具备其他龟所不具备的特征。首先便是前面介绍的船桨状的前足。

还有一个特征就是龟甲的形状。与其他的龟相比，海龟的甲比较扁平，鳞板的表面比较光滑。扁平的龟甲和船桨状的大脚，使得海龟无法将头和脚缩进龟甲之中。

“海龟对付其捕食者也有自己的防御措施，不是靠龟甲，而是依靠其游泳的本事。在缩回了头和脚的圆顶状的龟甲上，水的阻力是很大的。”松泽博士解释道。海龟潜入深海之后水压会越来越大，而为了相应灵活地改变肺和身体的体积，背甲和腹甲的结合会变弱。

还有一个在大海中生存不可缺少的本领，即将进入体内的过剩盐分排出的机制。这部分结构便是海龟眼睛后面的巨大“盐腺”，盐水从这里排出体外。排出盐水时看上去像是在哭，但其实那不是悲伤，不同于人类的眼泪。

腹部的近一半空间都包着卵

一说到海龟，很多人的脑海中都会浮现出海龟在海岸产卵的景象吧。海龟每隔几年产一次卵。海龟在秋天的时候开始储藏作为卵的成分的脂肪，也就是说，海龟根据秋天食物的储存状况来决定来年春天到夏天的产卵期是否要产卵。

卵（细胞）从冬天到春天在卵巢中生长，而在春天到夏天的产卵期内，海龟腹部一半左右的空间都被因卵子生长而膨胀的卵巢占据了。然后在1～2周的发情期内，雌龟和雄龟交尾。为了错开卵子的产卵时期，交尾产生的精子不使其受精就储藏于雌龟体内。雌龟在一个产卵季内产卵2～3次，每隔几周产卵一次。一次产卵的数量在100个左右。

图：在产卵期，海龟的卵巢和输卵管中堆满了卵

另外，除海龟以外的其他龟同样也分数次产卵，但是一次产卵的数量在几个到十几个之间。大多数的龟都是在自己的栖息地产卵，但是海龟却不在自己栖息的大海中产卵，而是在自己出生的海岸的沙滩上产卵。

从卵子演变成的幼龟的性别，对大多数龟来说都是由孵化的温度决定的。拿丽龟这种海龟来说，如果温度比29.7℃高1～2℃，基本上就是雌龟；比29.7℃低1～2℃，则基本为雄龟；29.7℃时则雌雄比例各半。

（本文发表于《科学世界》2015年第6期）