为什么绝大多数海螺都向右旋转｜混乱博物馆
2018/7/31 22:15:00 大象公会

    

     今天我们讨论的，是一个经典的“眼皮子底下的学术难题”问题：螺，包括海螺或者蜗牛，这些腹足纲软的体动物，外壳为什么总是右旋？

     这的确是匪夷所思的事情，毕竟我们生活在一个物理法则高度对称的宏观世界，当其它动物都长得如此对称，就没有理由认为右旋的螺就比左旋的螺有什么先天上的优势。

     所以在找到更加决定性的证据之前，我们只能认为这是一次进化上上的偶然——同时也是一个必然发生的偶然。

    

     -文字稿-

     海滨生活的人往往有过沙滩拾贝的乐趣，内陆长大的人也常常捉过雨后的蜗牛，于是有不少人都注意到，几乎所有的螺壳都向右旋转，左旋的极其罕见——这就是一个著名的“眼皮子底下的学术难题”。

     为了排除观察方向带来的分歧，软体动物研究中将螺壳的旋转方向定义为螺顶朝上、螺壳腹面朝向观察者时，螺壳开口所在的侧面方向：

     根据目前的统计，软体动物门腹足纲，即各种螺、蜗牛、蛞蝓等，是全体生物中仅次于节肢动物门昆虫纲的第二大纲，有6到8万个物种，约占全体动物界物种总数的5%左右——但在已经记录的3万多个腹足纲动物中，左旋的只略多于1千种，其中左旋的海螺少于2%，左旋的蜗牛略多，约有5%。

     直接针对这一现象，一种较早的粗糙理论认为这与它们胚胎发育时的地球自转有关，但在螺壳这样的尺度上科里奥利力根本可以忽略，而且无论南半球还是北半球都是右旋螺更多。

     在目前的解释中，我们更多注意螺壳旋向与繁殖的关系：腹足纲的软体动物总是雌雄同体异体受精，交配时侧面扭合，而且它们旋转的不仅是螺壳，连同生殖系统在内的所有脏器也是螺旋在身体的一侧，所以就像螺丝和螺母那样，只有同样旋向的螺才能交配。

     所以在一个螺类种群中，旋向占少数的集合的交配机会就将大大减少——这等效于一种非常强烈的性选择，最终实现了种群内部的“派系清洗”，同时也给螺壳旋向的最初来源提供了一种较清晰的假说：

     腹足纲虽然庞大，但全部源自晚寒武纪的一个元祖种群：石灰质的外骨骼虽然保护了软组织，但是长得太高太大就容易倾斜反而危险，而不均匀地生长，使螺壳螺旋盘成一个大致的球体就是最好的解决方式。

     那么与此同时，交配问题也浮出了水面：“右旋派”和“左旋派”互相不能交配，却占据完全相同的生态位，必然形成激烈的竞争，最后只有一方胜出——至于为什么右旋派能胜利，目前看就像随机抛起了一枚硬币，我们没有必要分析菊花朝上的原因，如果再抛一次，保不齐就是1朝上。

     右旋派的胜利在每一次繁殖中都能得到强化，因此千秋万代地保留下来，直到今天都是主流，只有在那些极小的种群中，左旋派才可能因为随机突变局部翻盘，进而建立一个新物种——如果这种假说正确，我们将会在未来的基因研究中发现左旋螺进化自右旋螺，而且基因多样性远远更低。

     但这也引发了另一种争议：某些物种既有左旋的也有右旋的，它们通常不能交配，也就意味着它们存在着生殖隔离，那么是否意味着它们是两个物种？进一步的，那些右旋物种中的左旋突变个体，是否也要成为另一个物种？

     但我们甚至不大清楚同一个物种的两个旋向是否生活在同一个种群内，姑且说，如果旋向不同足以隔断两个群体的基因交流，那么它们就理应区分为两个物种；但那些零星的突变个体在组建起自己的基因库之前，就不能称为一个物种，而只能视为健康的畸形。

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