鸭嘴兽“四不像”之谜

丹枝

1884 年 8 月 29 日，英国动物学家威廉·海·考德威尔从遥远的澳大利亚发了一封关于鸭嘴兽的电报，揭开了多年以来困扰科学界的谜题。当时，年仅 25 岁的考德威尔花了4个月的时间在昆士兰北部的伯内特河畔搜寻鸭嘴兽的卵，但开始时一无所获。他和土著人助手找到了肺鱼的卵、针鼹的卵，但就是找不到他们真正想要的。就在打算放弃的那天，考德威尔却发现了一只雌性鸭嘴兽，不仅发现了那只鸭嘴兽已经下的一枚卵，而且就在他抓住它时，它正在下另一枚。当考德威尔打开一枚卵时，他更加兴奋了。当时，英国科学促进会正在召开年会。考德威尔发给年会的信息很短——只有4个单词。对于发报员来说，这几个词就像胡言乱语，但它解开了一个长达百年的谜题，并永远改变了博物学家对动物的分类法。

独树一帜

1798 年，大英博物馆收到了一份来自澳大利亚新南威尔士总督的礼物：一件标本。这个奇怪动物的标本，看上去像是一只海狸，又像一只鸭子。该标本只有外皮，而且经过长途运输，保存得不是那么完好。虽然附有草图，但一些博物学家难以相信这真是一只动物的标本。因为这个动物长着鸭子的嘴，身上覆盖着厚厚的皮毛，四足上还长着蹼，简直太古怪了。有些博物学家认为，这是动物标本制作者炮制的骗局。在那个时代，这样的闹剧并不罕见，就在不久之前，用鱼尾和猴头制作的“美人鱼”标本， 欺骗了很多人。

身为哺乳动物，雌性鸭嘴兽没有乳房和乳头，只在腹部两侧分泌乳汁喂养幼崽。同时它有爬行动物特征，雌性鸭嘴獸产卵，雄性鸭嘴兽后足有毒刺，可刺伤攻击者，毒液与蛇毒相近。它还有禽类的特征，鸭嘴兽脚有蹼，有类似鸭子的扁平喙。

身为哺乳动物，雌性鸭嘴兽没有乳房和乳头，只在腹部两侧分泌乳汁喂养幼崽。同时它有爬行动物特征，雌性鸭嘴兽产卵，雄性鸭嘴兽后足有毒刺，可刺伤攻击者，毒液与蛇毒相近。它还有禽类的特征，鸭嘴兽脚有蹼，有类似鸭子的扁平喙。

时任大英博物馆助理管理员的乔治·肖拿起剪刀，打算拆穿这个“虚假的拼凑标本”。但是令他诧异的是，整个标本竟然没有一个线头，也没有一处缝合的痕迹……这动物竟然是个真实存在的物种！那么问题来了，这是什么生物？该把它归在哪一类呢？

分类学与生物学一样悠久，卡尔·林奈在鸭嘴兽来到英国前 40 年就开创了新的分类方法，奠定了现代科学的基础。和同时代的大多数人一样，林奈相信所有生物都以上帝创造它们的形式恒久存在。但他基于动物外观的相似性进行物种分类，这种分类方法可以说是革命性的。林奈提出了5个分类层次：界、纲、目、属、种。比如说在动物界下面分出6个纲，其中包括哺乳动物、鸟类和两栖动物等纲。

林奈认为，哺乳动物通过“乳头”（乳腺）为幼崽哺乳，有牙齿，用一对肺呼吸，通常有四肢，经常被毛发覆盖，有时还有尾巴。相比之下，鸟类产下蛋，有翅膀，但没有外耳、外睾丸、子宫和膀胱。两栖动物（通常）胎生，有些会产生“可怕的毒液”。

虽然林奈的分类方法具有里程碑式的意义，但是该方法是建立在错误的认知之上的。今天我们已经知道，他认为物种一直以当前的形式存在是错误的。这就否定了物种之间的任何联系（除了上帝规定的那部分），并且无法确定哪些特征（如果有的话）对某一分类来说是必不可少的。这也意味着，对像鸭嘴兽这样的“奇怪”生物进行分类，太困难了。

鸭嘴兽看起来应该是哺乳动物。乔治·肖根据它的皮毛、嘴和蹼足，给它取名鸭嘴兽，他似乎有足够的信心将它与树懒、食蚁兽和其他无牙哺乳动物归为一类。但是他也心怀疑虑，觉得这样的分类似乎很有问题。英国版画家托马斯·比威克在看了一具保存更加完好的标本之后承认他非常困惑，根本不知道如何对它进行分类。在《四足动物的历史》 （1800年） 一书中，他将其描述为“一种自成一格的动物”，它似乎具有“鱼、鸟和四足动物”的特征，似乎“与我们迄今为止所知的任何事物都没有联系”。

对鸭嘴兽的研究越深入，谜团就越大。1800 年，德国博物学家布鲁门巴赫对鸭嘴兽进行了详细的研究。由于“鸭嘴兽”这个名字已经给了一种甲虫，他就将它重新命名为 “Ornithorhynchus paradoxus”，字面意思是“鸟鼻悖论”，中文就翻译为鸭嘴兽。布鲁门巴赫发现，雌性鸭嘴兽没有乳房和乳头，但他也发现，鸭嘴兽具有许多哺乳动物的特征。

两年后，英国博物学家埃弗拉德·霍姆爵士得出了截然不同的观点。他在研究报告中说，雄性鸭嘴兽有爬行动物的内部睾丸和泄殖腔（消化道、泌尿道和生殖道的单孔）。当时的人认为泄殖腔只属于爬行动物、两栖动物和鸟类，有泄殖腔意味着是下蛋的。这似乎使鸭嘴兽“非常明显地”与哺乳动物区分开来，因此霍姆建议，在生物的大链条中，上帝为所有生物分配了一个位置，而鸭嘴兽位于哺乳动物之下 ，但高于鸟类和爬行动物/两栖动物。 然而，鸭嘴兽究竟属于哪类，尚不清楚。

动物都在进化中

法国博物学家让-巴蒂斯特·拉马克 1809 年出版了《动物学哲学》（Zologie philosophique） 一书，阐述了他的进化理论。他认为所有生物都处于变化中，不仅可以根据环境因素“获得”新的属性，而且还可以将这些属性传递给后代，也就是生物进化具有用进废退与获得性遗传这两个法则。正如查尔斯·达尔文后来表明的那样，拉马克的进化论有明显的缺陷：长颈鹿并不是通过伸长脖子够向树枝高处而变成长颈鹿的。

但拉马克清楚地表明，随着时间的推移，一种动物的形状可能会发生转变。这对分类学的影响是巨大的。拉马克的进化论告诉我们，与其根据外形特征对动物进行分类，不如追踪动物随时间发生的“转变”。这样就可以更轻松地确定哪些特征是某个种属的独特特征，哪些特征不是。根据拉马克的理论来解决鸭嘴兽“悖论”变得更加容易了。根据他的理论，法国博物学家艾蒂安·杰弗罗伊·圣希莱尔认为，由于鸭嘴兽没有乳腺，所以它“显然”不是哺乳动物，因此应该包括在一个全新的脊椎动物类别中，他把这一类称为单孔目。

不过，这并没有解决鸭嘴兽难题，似乎让谜题更加扑朔迷离。受拉马克理论的影响，德国解剖学家约翰·梅克尔开始更深入研究鸭嘴兽的一些奇怪特征，他的發现令人惊讶。他确定雄性鸭嘴兽有毒腺，这通常是爬行动物和两栖动物才有的——在鸭嘴兽的后脚上，有根毒刺。雄性鸭嘴兽只有在繁殖季才会大量产生毒素，用于和其他雄性争抢雌性，毒液与蛇毒相近。

1832 年，年轻的苏格兰士兵劳德代尔·摩尔发表了两篇论文，支持鸭嘴兽是哺乳动物。他承认鸭嘴兽具有一些爬行动物的特征，甚至在鸭嘴兽的骨盆中发现了爬行动物才有的骨骼，但他还是提请大家注意鸭嘴兽那些哺乳动物的特征。鸭嘴兽的乳腺是非典型的，但他毫不怀疑雌性能够分泌乳汁（虽然没有乳头，但是雌性鸭嘴兽在腹部两侧分泌乳汁喂养幼崽，幼崽出壳以后，雌鸭嘴兽会躺平，然后让乳汁流到肚子中间聚拢，等待自己的宝宝在肚皮上吃奶）。他还证实鸭嘴兽是恒温动物。

对某些人来说，这些发现足以让鸭嘴兽进入哺乳动物家族。但大多数博物学家很快意识到，这些发现实际上让鸭嘴兽归类变得更加困难。因为这些发现显然具有无法协调的矛盾之处。一方面，如果动物有乳腺，那么它的幼崽出生时就需要吃奶。这表明，要么该物种生下了活的后代（如人类和鲸鱼），要么产生了在体内孵化的卵（如海马）。但另一方面，当时的人认为，如果动物有泄殖腔，它就会下蛋（如鸡和蜥蜴），大部分胚胎发育发生在体外。在这种情况下，胚胎是由蛋黄滋养的，不需要哺乳。某种生物具有功能正常的乳腺并下蛋，这是不可想象的，它的生殖方式必须是其中的一种。

电影《神奇动物在哪里》中的嗅嗅，这种全身覆盖着黑色绒毛的小动物，口鼻较长，像鼹鼠和鸭嘴兽的混合体。

雄性鸭嘴兽的后脚上有根毒刺，毒液与蛇毒相近。

科学家们各持己见。劳德代尔·摩尔确信鸭嘴兽会生下幼崽，而英国博物学家理查德·欧文则认为鸭嘴兽的蛋在体内孵化，而另一位博物学家杰弗里·圣希莱尔则坚持认为鸭嘴兽是下蛋的。所有博物学家都需要证据。有很多关于鸭嘴兽的报道，总有原住民和澳大利亚的殖民者声称看到鸭嘴兽在孵蛋。但博物学家对传闻不太相信。他们也越来越不相信送给他们的“样本”。因为他们被骗了太多次了：1829 年，有人把乌龟蛋送给杰弗里·圣希莱尔，骗他说这是鸭嘴兽的;欧文曾经用了几个小时解剖了两枚据说是鸭嘴兽的蛋，结果发现它们分别属于蜥蜴的和蛇的。

寻找鸭嘴兽的蛋

解决这个难题的唯一方法就是找到鸭嘴兽的蛋，或者更好的是捕获并解剖一只雌性鸭嘴兽。为此，欧文请澳大利亚博物馆馆长乔治·班纳特帮助捕获鸭嘴兽。但不管班纳特试了多少次，都没有捕获一只雌性鸭嘴兽。

最终，解决这个谜题的责任落在了威廉·考德威尔身上。他的电报让整个生物界激动不已，电报上面写着：“单孔目卵生，不全裂卵（Monotremes oviparous， ovum meroblastic）。”换句话说，鸭嘴兽下蛋，蛋黄很大——就像鸟类和爬行动物一样。 但至关重要的是，里面的胚胎已经高度发达，具有不完整的椎骨和分化的大脑——这表明它们也已经在母体内生存了一段时间，需要在孵化后进行养育。

考德威尔证明，鸭嘴兽无疑是哺乳动物，但它完全属于自己的一个目，远比其他所有目都要原始。鸭嘴兽最终归类于哺乳纲动物中原兽亚纲的单孔目。很久以前，鸭嘴兽从哺乳动物和爬行动物的最后一个共同祖先分化出来，发展出一些独特的新特征，但它们没有完全摆脱过去祖先的影子。 因此，理解鸭嘴兽让科学家们开始重新理解物种的进化。

尽管鸭嘴兽给 19 世纪的生物学家带来了许多难题，但它仍然是让人喜欢的奇怪生物。 事实上，它的奇异性或许正是它魅力的源泉。2006年，欧洲的科学家通过破译鸭嘴兽的基因组发现，鸭嘴兽是一个基因混合体，包含部分鸟类基因、部分爬行动物类基因以及部分哺乳动物类基因。鸭嘴兽的基因组极其重要，因为它代表着我们理解哺乳动物进化的缺失环节。鸭嘴兽是我们回到以前那个所有哺乳动物都产卵，但却以乳汁喂养幼崽时期的“入场券”。