烏龜為什麼會進化出龜殼？其實並不是為了防禦.
其實這些堅硬的結構在恐龍長期統治之前就開始形成了，它們的形成是有特定目的的。
如果回到2.6億年前，恐龍時代的黎明前夕，旅行到現在的南非,你沿著河岸走，然後,等待，這時候如果你幸運的話，你可能會看到一隻手大小的小動物從泥裡探出頭來。它看起來像一隻胖胖的蜥蜴，有鼓鼓的腹部和粗壯的腿。如果你設法抓住它，把它翻過來，你會發現它的兩翼會鼓起來，因為它的肋骨特別寬並且扁平，加強了它的底面，就像這個小生物有半個殼一樣。儘管外表像蜥蜴，但它實際上是已知最早的烏龜之一。
它於1892年被發現，並被忽視了近一個世紀。但是通過研究這種神祕爬行動物的化石，丹佛自然科學博物館的泰勒·萊森想出了一個關於烏龜起源的有趣的新想法。他認為它們標誌性的外殼進化不是為了防禦，而是為了挖掘。他們進化出了挖掘土壤和沙子所需的有力的手臂。在它們成為堅不可摧的移動堡壘之前，它們是專業的挖穴者。
近一個世紀以來，生物學家們一直在爭論烏龜是如何長出殼的——這個爭論幾乎和烏龜本身的移動速度一樣緩慢。古生物學家大多認為，這些甲殼是由一種叫做骨性皮膚的骨鱗進化而來的，骨性皮膚也是鱷魚、犰狳和許多恐龍盔甲的來源。這些鱗片簡單地擴展到與肋骨和脊椎骨融合，形成一個堅固的覆蓋物。但是發育生物學家不同意，通過研究現代烏龜胚胎，他們推斷龜殼是由肋骨進化而來，肋骨逐漸變寬並最終結合在一起。
已知的最古老的烏龜是一種叫做原頜龜的生物，它已經有了一個發育完全(而且非常尖)的甲殼，這意味著它無法告訴我們這種結構最初是如何產生的。在很長一段時間裡，它對龜殼進化的研究並沒有幫助。
在2008年，情況發生了變化，中國研究人員發現了一隻2.2億年前的烏龜，它的殼只蓋在腹部，而不是背部。它被叫做 “半殼齒龜”。令人驚訝的是，它根本沒有骨性皮膚。不過，它的肋骨確實很寬。發育生物學家是對的!
古生物學家們知道了一隻進化中級的龜的樣子後，他們就發現了一些類似模樣的新龜。他們還把現存的正南龜化石加入了這個家族，有了這些化石，科學家們可以重建龜殼的進化過程。
首先，下肋骨變得更寬，彼此融合，形成半殼體——腹甲，然後，上肋骨也隨之與脊柱合併，形成背甲。(這意味著你不能像漫畫上那樣把烏龜從殼裡拽出來)。最終，通過複雜的進化過程，肋骨開始在肩胛骨上生長，而不是像你我和大多數陸地上的脊椎動物那樣生長在肩胛骨下面。
這就是龜殼是如何進化的。那我們可能要問為什麼會這樣進化呢？
首先，肋骨及其相關的肌肉有助於肺的充氣和充氣。如果加寬並融合你的肋骨，會損害你的呼吸能力。第二，如果你是爬行動物，你也會變慢。爬行動物的步態是不規則的，所以它們會將身體側彎以增加步幅。它們能有效地用整個軀幹行走，你可以在科莫多蜥蜴行走的視頻中看到。但是寬闊的肋骨阻止了軀幹的彎曲，所以烏龜只能靠四肢來提供動力。這也是它們行走速度慢的部分原因。那龜殼能提供什麼好處來彌補在呼吸和行走方面的不足呢?
人們會很自然地說，這是為了保護烏龜。但這好像並沒有任何意義。烏龜的甲殼當然能起到強大的防禦作用，但是像正南龜一樣，並不能以此得到保護。它們的並沒有覆蓋住這些生物的頭、脖子或後背。如果保護是重要的，那麼沿著鱷魚和犰狳的骨性皮膚進化路線走下去會更有意義，因為這不會妨礙呼吸或行走。
所以，為了解釋龜殼為什麼會這樣進化，就需要了解為什麼付出如此巨大的代價首先要開始擴張肋骨。生物學家通過研究大量的正南龜化石得出了一個新的答案。其中一名8歲的南非男孩發現的一個標本尤其重要，因為它保存了動物的整個身體，包括手和腳。正南龜有很多與眾不同的特徵，它有一個短的，鏟狀的頭骨，它的手比腳更大更結實，它的肩胛骨和前臂有很大的附著力，特別適合強壯的三頭肌，這對於以極大的力量將手臂向後拉更有好處。簡而言之，它就像一臺挖掘機。現在擴張肋骨就有了意義:它們在剷土的時候會固定住前腿。
但同樣的特徵也可以造就一個強壯的游泳者，但正南龜有兩個挖掘需要，但游泳不需要的特徵:1、大爪子，可以分解泥土2、增厚的骨頭，可以承受壓力。在橫截面上觀察它的腿時，會發現前一對腿上有非常厚的骨頭，但後一對沒有。因此，所有的跡象都表明他們是穴居專家。
正南龜通常生活在池塘和河岸附近，但在南非旱季時期，它們挖洞來躲避乾旱，放棄地表不可預知的環境，選擇地下更穩定的環境。它的眼睛可以支持這個觀點。另一個新發現的正南龜標本保存了其眼睛周圍的硬化環。通過測量這些數據，可以推斷這種動物的小眼睛可能對光不敏感。這可以作為它們大部分時間都在地下生活的證據。
一旦烏龜有了適合挖洞的身體，更寬的肋骨和強有力的前肢，它們很容易就能進入水中，在那裡許多現代物種仍在繁衍。他們還可以進一步擴大肋骨，增加防禦性。早期烏龜為了適應環境，使它們成為很好的挖掘者，同時也使它們行動遲緩，龜殼的進化壓力可能來自於較寬的肋骨所導致的較慢的步法。
在進化過程中，一種特徵進化為一種功能，然後被用來服務於另一種功能也是常有的現象。龜甲一開始是挖地的平臺，後來變成了盔甲。就像羽毛可能起源於保暖或向配偶和對手發出信號的方式，現在卻在幫助鳥類飛行。
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