前言
漫长岁月，是人类文明诞生之后的，绝大多数人理所当然地觉得，世界上所有生命的存在，那是天经地义的，一切都是神明安排好的，鸟类注定天生就该凭借翅膀翱翔天际，鱼类生来就该于水中畅快游动生存，乌龟天然就该具备把身体缩进龟壳躲过危险的能力，这种认知根深蒂固在人们心里，延续了千百年，从来都没有谁真正去质疑过生命形态的起源以及变迁呀。
终有一日，有位科学家毅然决然地冲破了此种固有认知，高声宣称：这世界起初并非如今这般状况！生命的形态以及样貌，会伴随时间的推进、环境的变换，渐渐产生潜移默化的转变；并且人类，极有可能跟猴子拥有共同的远古祖先。
提出影响深远进化论的科学家达尔文，是敢于发声的，他耗费多年搜集海量化石标本与生物样本，经细致研究分析获取充分证据，使科学界最终认可生物不断演化的客观事实，彻底颠覆人们对生命起源的传统认知。
时至今日，生物学界对于进化论已然达成共识，且深入人心。人类清晰认知到这个点，生物会伴随环境得以不停演化迭代，所以我们才寻觅到探寻生物起源的契合方向。借助一步步追溯所有生物的演化轨迹，梳理它们的演化历程，我们即能够还原最初生命的形态，又能够借此推测出生命诞生的根本缘由，解锁地球生命的起源密码。
然而，对生物演化进程予以研究，这可是一项极为艰难困苦且饱含挑战的工作。毕竟，要推测出三四十亿年前地球上生物是怎样诞生的，又是怎样演化的。这本身那就是一件困难到如同登天一般的事儿。生物学家们主要借助两种途径来展开研究，其一，是去观察当下生物的演化进程，进而总结演化规律。其二，是从岩层里面挖出史前生物的化石，依靠对化石形态、结构进行剖析。从而推断出整个地球生态系统的演化脉络。
在这项极为艰巨的研究工作里头，有一个难题长时间困扰着全球范围内的科学家们，甚至变成了他们在研究历程里的“噩梦” ，那便是乌龟的壳到底是怎样演化形成的？这个看上去挺简单的问题，却使得生物学家们一直争论不止，始终没法找到确切的答案。
突然出现的乌龟壳
先来说乌龟，实际上大多数人针对它，都不存在正确且全面的认知哎，人们在对乌龟的了解那儿，大多仅仅局限于两点，第一、它是一种常见的爬行动物；第二、不少种类的乌龟以及鳖类是能够用来食用的，其味道那叫一个十分鲜美。极少有人会去深入地思索一下，乌龟这种生物在整个生物界当中，究竟有着怎样独特非凡的地位。
事实是，于生物圈里，乌龟是一种别具一格自成一派的独特生物,凡背上长有甲壳的生物，皆被归为龟鳖目，然而与龟鳖目并列且同属双孔亚纲的鳞龙超目、鳄形超目等物种,无一具备类似乌龟的甲壳。
乌龟这个族群，有着一个全体都长有甲壳的独一无二特征，简单来说是这样。这种甲壳是龟鳖目的最为核心的标志，也是地球上其他所有生物都不一样具备的特点。而最让生物学家们感到困惑的是，他们始终都没有办法理解，乌龟是以何种模式演变成这样一种特殊的甲壳的。在这种演化的背后，到底隐匿着怎么样的原因呢？
有这样一种生物，它的甲壳独具特色，即乌龟的甲壳。在偌大的地球上，具备甲壳的生物并非罕见，然而其中多数是节肢类动物。你瞧，这些节肢动物是凭借外骨骼来守护自身身体的，以此抵御外界可能带来的种种伤害。可是，对于更加高级的脊索动物而言那就不一样，一般情况，脊索动物会依次进行这样一系列的操作，先是把骨骼包裹于肌肉当中，接着依靠骨骼去支撑自己的身体，随后再利用肌肉来保护骨骼，最终透过皮肤覆盖住肌肉，如此这般形成一层又一层的保护。
这是基本身体构造，几乎所有脊索动物都遵循，即便有部分脊索动物在演化进程中长出类似甲壳结构，那也只是由角质层构成，其成分和我们人类手指甲、脚趾甲一样，像穿山甲、鳄鱼、犰狳等，这些动物的“甲壳”，实际上只是一层厚厚的、已丧失活性的角质细胞组成，并非真正骨骼。
倘若把乌龟的壳拆开，那么我们就能够直接看到它的内脏以及腹腔，只有龟鳖目的龟壳，是经由真正的骨骼构成的，如此这般的特点足以彰显龟鳖目的特殊性，它们是唯一一类拥有外骨骼的脊索动物，并且它们的龟甲，实际上是由自身的肋骨逐步演变而成的，这跟其他所有脊索动物的身体构造都全然不同。
那些被称作脊索动物的生物，涵盖了每一个具备脊椎的动物个体，为了达成对至关重要的脊椎予以安全保障的目的，脊椎神经会经由骨骼予以包裹，在此基础上，再增添肌肉以及皮肤的一层又一层的环绕，从而把最为关键的神经组织严严实实地保护于身体的内部。这样一种保护机制，自最早出现的脊索动物也就是鱼类起始，便始终持续到如今，从来都未曾产生过具有根本性意义的改变。
所以，于正常生物演化进程里，脊索动物的那些后裔，依照理论来讲，是不应当出现“骨骼长在体外”此种状况的。这个和常规演化规律相悖的问题，让生物学家们困惑了数十年。在生物演化研究当中，要想搞明白现今的生物为何会展现出当前的形态，最为有效的办法，便是借助发掘化石，寻觅该生物祖先那具化石，追踪其演化的轨迹。
所有生物的演化，都不会一下子就完成，在任意一种生物身上，生理特征经历变化时，都是漫长且循序渐进的过程。森林古猿演变成人类，历经了数百万年，期间古猿渐渐学会双脚直立行走，脑容量缓缓增大，体毛也慢慢减少，这些变化悄然发生，或许只是下一代相比上一代站立得稍微直那么一点，脑容量增加几毫升罢了。
那些细微的变化，都会被化石完整记录下来，从不存在龟壳，到演化出完整龟壳，其间必然会存有一个过渡阶段，只要能够找到处于这个过渡阶段的乌龟祖先化石，就能够立刻解开“乌龟为何会演化出体外骨骼（龟壳）”的谜题，破解困扰科学界多年的难题。
乌龟是不是进化论的“BUG”？
生物学家们顺着化石的线索一直追溯，终于找到了最早在三亿年前三叠纪时期形成的乌龟化石。判定这些化石为乌龟祖先化石的缘由很容易理解：在三亿年前那个久远的时代之时，这些乌龟的祖先已然具备了一套完整无损的龟壳。
要明白，三亿年可是一段极为漫长的时间，那时，恐龙都尚未演化出来，地球的生态系统跟如今大不一样。那时乌龟的祖先，除了没办法把身体缩到甲壳里面，用“缩头乌龟”的法子躲避危险以外，其他身体构造跟现在的乌龟几乎没多大区别，这致使科学家们颇为震惊。
按常理来讲，乌龟如此的演变趋向，是不该呈现的。因为科学家们普遍觉得，龟甲得以出现的主要意图，是为了增强乌龟自身的防御本领，从而提升其存活概率，助力它们抵抗捕食者的侵袭。
但是实际上，那多出来的这一层骨质龟甲，必定会使得乌龟的身体变得扁平且沉重，这会对它们的行动能力产生严重影响，致使它们的移动速度变得极为缓慢，其四肢同样无法演化得更长。行动能力受到限制，反倒会让它们更加容易被捕食者捕捉，进而导致死亡几率大幅增加。这与科学家们的推论，构成了明显的相悖情况，出现了明显的悖论。
于进化论里，生物的进化不存在固定方向。那所谓的“进化”，其本质是“更能适应环境的特性，会更容易被保留下来”，换句话说，但凡能够在自然界中存活下来的生物，它所留存的生理特征，必定能帮其提高生存几率，更优地适应环境。
可乌龟的演化呢，却和这规律相违背了。龟壳看起来对生存并没有什么助力，并且科学家们推断啦，在龟壳演化的进程期间，一定会存在一个过渡阶段。这个阶段是龟壳还没有完全形成，然而身体已经变得很扁平了，同时四肢已经缩短了。
处于这个过渡阶段时，乌龟的逃跑能力大幅降低，并且其防御能力并未得到提升，这时的乌龟，简直如同自然界里的“肉罐头”，其他捕食者碰到它，便能慢悠悠地把它捕食了。一种既没能力跑又没能力防的生物，依照进化论的规律，是不应当在残酷的自然界中存活下来的。
然而实际情况是，乌龟不但成功存活下来了，而且还繁殖延续到如今，成了地球上极为古老的爬行动物当中的一员。这种看上去好像违背进化论，类似“BUG”一般的龟鳖目，始终令科学家们苦恼万分，既寻觅不到它们演化进程里的过渡化石，又没办法弄明白它们演化出龟甲的根本缘由。
乌龟进化链条的新发现
前些年才到，科学家们最终于中三叠纪时期的岩层里，寻得了一种处在龟甲演化过渡阶段的化石样本。这具宝贵的化石，是在中国云南罗平县以及贵州盘县的关岭组海相灰岩内发掘得到的，给破解乌龟壳的演化谜题，带来了新的希望。
何谓海相灰岩，它即是远古时候沿海地带的石灰岩，历经漫长的地质作用，渐渐沉淀从而形成的岩层。从所发掘出的岩层环境来看，科学家们能够推断出，这具乌龟祖先的化石，当时是生活在沿海区域的，是一种适应了浅海跟陆地交界环境的生物。
这具新近发掘出来的化石，被科学家们称作“云贵中国龙龟”。之所以能表明它是龟甲演化进程中的过渡阶段产物，是由于这只远古时期的乌龟，仅仅腹部存有完整的骨骼架构（腹甲），然而它的背部，却跟普通的蜥蜴类爬行动物极为相似，背部的骨骼仍旧被包裹在肌肉以及皮肤里面，并未向外露出从而形成背甲。
这一有着重大意义的发现，使得科学家们一下子就有了清晰的思路，寻找到了研究乌龟演化的全新思考方向：乌龟的祖先生活在沿岸地区，实际上并不需要过度去在意四肢变短以及体重增加所带来的那些影响，原因在于在水的浮力发挥作用的情况下，这些身体方面的变化并不会给它们的正常生活造成特别巨大的阻碍，它们依旧能够非常灵活地在水中进行诸如活动啦、觅食之类的行为。
并且，于这具化石里头，科学家们进而得出了一项关键结论，那就是龟壳的演化，是最先从腹部起始的。这意味着，彼时乌龟祖先的主要捕食者，源自于水下，只要腹部具备骨骼防御，便能够有效抵御水下捕食者的袭击，极大地提高自身的生存概率。如此一来，乌龟祖先缓缓地从“仅有腹甲”，转变到了现今“背甲、腹甲完备”的形态。
但存在一个尚未解决的关键问题，那就是，为啥乌龟身体会逐渐变扁呢？要是仅仅在水里生活，就不需要乌龟把肋骨压扁。要是肋骨没被压扁，龟甲也就没发展出来的机会，此问题又成了科学家们研究的重点事项。
龟壳出现的真正目的
拥有脊椎的脊索动物所共有的肋骨，是十分普遍的骨骼结构，它是脊椎骨的衍生结构，其出现主要目的有二，其一为保护胸腔里脏腑器官，其二是支撑胸腔，可在进行气息吸纳过程当中，为肺部留出充分扩张空间，以免肺部被大气压压扁实现呼吸通常。
于是，有一部分科学家，开始转变思路，倘若一开始，乌龟的肋骨变扁、变宽，并非是为了防御敌人呢，其实，只要仔细思考，就会发觉，肋骨变扁这一变化，初期并不能给乌龟带来任何防御方面的帮助，反而会对它的行动能力产生影响。
那么，肋骨变扁的主要原因，会不会仅仅是为了保证呼吸顺畅？
鉴于云贵地区中国龙龟化石被发现，可知这只远古乌龟身处沿海区域，并且它属于用肺呼吸的动物。据此，科学家们作出推断，它理应是半水栖动物，即捕食之际主要于水中开展活动，而休息、睡觉之时，基本上会去到岸上。
沿海地区生活的人们，很多人都听说过“赶海”一词，到退潮后，他们会利用各自手中的小铲子、钉耙等各类工具朝着海滩去挖掘，挖掘目的是那些于沙滩里打洞藏身活着的海鲜，这些海鲜并非乌龟，然而其生活方式，与乌龟的祖先很可能极为相似，涨潮时刻，它们会去四处寻觅食物，同时繁衍后代，退潮之后，它们则会打个洞隐蔽进沙滩里，用来躲避捕食者以及烈日。
科学家们作出推测，乌龟的祖先极有可能同样运用这种方式来生存，这意味着，它们也有必要在沙滩之上钻洞用以藏身。然而身为爬行动物，它既无法如同软体动物那般，直接钻进沙滩之后还能够正常地呼吸，又不能像螃蟹那样，钻进洞里面以后全然不必担忧会出现缺氧的状况。
它仅能于岸上掘出一个相对浅的洞，仅把鼻头露在外面，把整个身躯都隐匿于洞中。前面已经提及，肋骨存有一个极为关键的作用，那便是支撑胸腔，给肺部营造出一个能够自由涨缩的空间，确保呼吸顺畅。
但处于洞穴中时，周边的泥土会渐渐对乌龟的胸腔形成压迫，这般的压迫之力远远超过平常的大气压力，极易把胸部压得严严实实，使得肺部不能够正常扩展，进而没法正常进行呼吸，它有怎样效果又如何表现呢。
彼时，肋骨生长得愈加宽大、愈发扁平的乌龟祖先，具备了生存优势，其宽大扁平的肋骨，可更有效地抵御泥土的压迫，使它们于洞穴中隐匿更长的时段，还能让它们在冬眠之际，不会因胸腔受压迫而致活活憋闷致死。
这种独特生存优势之下，乌龟祖先有着扁平肋骨，在残酷自然环境里存活下来更容易，于是，这种特征代代相传，扁平的身体逐个形成，随后，水中捕食者淘汰腹部没有外骨骼保护的乌龟祖先，而那些腹部骨骼外露且有防御能力的乌龟，得以存活并持续演化，最终形成如今看到的龟鳖目。
结语
当我们观察龟鳖目的演化进程时，能够清楚地体会到，生命的演化不存在固定的目的以及方向。乌龟并非是“为了生长龟壳而去生长龟壳”，它身体的每一次改变，仅仅是为了能够存活于当时的环境之中，为了去更好地适应生存环境。
于钻洞之中生活，这般行径可使它们躲开大多捕食者的种种进攻动作；于钻洞这个进程里，具备扁平肋骨、能够更良好地进行呼吸的乌龟，相对而言更能够存活下来；在此之后，拥有腹部外骨骼防御功能的乌龟，更能够扛住水下捕食者的袭击，进而得以持续繁衍下去。如此这般，在一回回的自然选择历程当中，乌龟渐渐演化出了龟甲，并且把这一特性延续到了现今。
实际上，所说的进化，不过是单纯的“适者生存”，不存在所谓的“最优形态”，不存在所谓的“既定方向”，只要能够在自然环境里面存活下去，能够顺利繁育后代，这样的话这种生物所留存的生理特征，就是“好的”，就是契合演化规律的。这，便是生物进化的本质。