蛇类并不是突然就失去了又功能的四肢，化石记录显示，最早没有脚的蛇是巴塔哥尼亚恐蛇，大约出现在8500万年前的白垩纪晚期，当时正是恐龙称霸世界的时期。考古人员从巴塔哥尼亚高原的红色砂岩里发现了恐蛇化石，这种蛇的长度大约是成年人的身高，近乎完整的骨骼显示它没有脚。
不过其它同时期的蛇类都有四肢，且大部分生活在海洋之中。科学家们在今天的耶路撒冷附近发现了来自海洋沉积物的化石中发现了有足蛇类。哈氏蛇就是其中的一种。保有几乎完整的后肢，由股骨、胫骨和足骨组成，但这些后肢的功能尚未知晓。
总体来说，这些化石显示着蛇类的进化在白垩纪晚期如火如荼的进行着。长而弯曲的身体和极度缩小的四肢形态基本上在这个时期已经确定。
美国的研究人员发现，蛇类四肢消失跟一段关键的基因有关。研究人员把一段蛇类的基因接到小白鼠的基因中，结果产生的小白鼠身型正常，但四肢短小。
实验中蛇样小白鼠所含的蛇类基因包含一个DNA段落，称之为ZRS调控基因。ZRS对小白鼠的后肢形成非常重要，只要这一基因发生单一的突变，就会造成身体异常。在爬行动物中这段基因尤为重要，在进化过程中通常都会维持不变，但在蛇类身上却发生了高度的变异。
在一些比较原始的蛇类身上，比如蟒，都还保留了一个ZRS基因序列，因此在这些蛇的下肢后端都还保留了后肢的痕迹。进化程度较深的蛇类则完全没有后肢骨保留下来。
还有的研究推测，蛇在进入陆地生活，同时进入洞穴的生存方式直接导致了四肢结构的退化和行动方式上的改变。
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