當前位置:
首頁 > 動物 > 「有希望的怪物」並不怪

「有希望的怪物」並不怪

在中國和印度的神話傳說中,巨大的烏龜撐托起世界。

但,在現實生物界,又是什麼撐托起一隻烏龜?

一個古印度部落的說法是:護持神化身為大海龜趴伏在水之象徵的眼鏡蛇身上,龜殼上站立的大象背負著大地。

龜類——最為奇特的現代四足動物

是人們熟悉的動物,但其演化歷史卻是古生物學中最大的謎題之一。

它們究竟是獨立起源於無孔類(眼孔後面的頭骨上沒有其他開孔),還是與蜥蜴、鱷魚和鳥類一起,從雙孔類(眼孔後面的頭骨上還有兩對顳孔)祖先演化而來?

龜的身體結構與其他四足動物截然不同。

它的軀幹部分很短,並且被封閉的甲殼(背甲和腹甲)所包裹,其內部骨骼,如脊椎、肋骨、肩帶、腰帶等不僅與甲殼相癒合,而且各自本身也有一系列特化。

龜類的口中沒有牙齒,而是像鳥類一樣代之以角質喙。

龜類與其他四足動物,包括兩棲類、爬行類(含鳥類)和哺乳動物之間的巨大差異,無異於纜車和各種汽車的差別。

問題是

龜類這些特立獨行的骨骼結構究竟是一蹴而就還是逐步形成?具體過程又是怎樣?

人們以往認為龜類的這種身體模式是在其演化歷史中「突然」產生的,從三疊紀末期的原齶龜(Proganochelys quenstedti)至今,在超過2億年的時間內基本沒有變化。

龜類演化的早期階段至關重要,但是長期以來化石代表稀少,尤其缺乏甲殼形成和牙齒消失的化石證據。發育生物學、分子生物學和古生物學工作者紛紛致力於龜類起源和早期演化的研究,但是成果有限,只能各說各話。

直到2008年,我國學者在貴州省關嶺地區發現了半甲齒龜(Odontochelys semitestacea),古生物學界才開始對龜類的早期演化有了實質性了解。

Nature:又一個來自中國的原始龜類

2018年8月23日,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所領銜的國際合作團隊在《自然》雜誌(Nature)上發表論文,公布了在我國貴州發現的重要早期龜類化石——中國始喙龜(Eorhynchochelys sinensis),即在中國發現的最早出現「喙」的原始龜類。

中國始喙龜

體長超過2米的大型史前龜類,軀幹短,肋骨加寬

首次出現了角質喙、封閉的上顳孔和剛性腰帶(即臀部腹側兩恥骨和兩坐骨形成前後、左右縫合而不能活動的聯合體)

背、腹甲均未形成

雖然角質喙已經出現,但上、下頜的後部仍保留有牙齒,呈現出「牙齒退化,角質喙產生」的過渡狀態

完整的骨架化石保存於距今約2.28億年的三疊紀晚期海相泥灰岩中

2008-2018:世界上三隻最重要的龜

先有腹甲後有背甲

半甲齒龜

2008年,中科院古脊椎所李淳帶領的科研團隊在貴州省關嶺地區發現了半甲齒龜(Odontochelys semitestacea),即一個具有牙齒和只有腹甲的龜。這不僅是當時世界上最古老的龜類化石,也是唯一體現了龜甲形成過程中某種過渡狀態的標本,第一次基於化石證據論證了龜類的腹甲先於背甲形成,這與現代發育生物學的研究成果相互印證。

證實起源於雙孔類

羅氏祖龜

在此基礎上,國際學術界對早期龜類有了全新的認識。2015年德國2.4億年前羅氏祖龜(Pappochelys rosinae)的發現,確定了更早期的龜類頭骨上有顳孔,並實質性地證實了龜類起源於雙孔類,與蜥蜴、鱷魚及恐龍等類群屬於同一爬行動物支系。但是,羅氏祖龜的標本極為殘破,很多關鍵特徵無法被觀察到,因此仍舊留下了龜類早期演化中,特別是與半甲齒龜之間的重要空白。

「缺失的一環」

中國始喙龜

歐美學者撰文發表羅氏祖龜的同時,李淳在三亞海洋古生物博物館(籌建中)藏品中注意到一件疑似原始龜類的化石,隨即帶領課題組進行了長達一年的化石修復和野外調查,最終確認這是來自關嶺、產於半甲齒龜化石層位之下7.5米處的更加古老的龜類。隨後,中科院古脊椎所、蘇格蘭國家博物館、美國菲爾德自然歷史博物館、加拿大自然博物館四國學者組成的研究團隊分析了來自世界不同地區的全部重要原始龜類化石材料,確定了新標本——中國始喙龜的系統位置介於羅氏祖龜和半甲齒龜之間,在龜類早期演化中承上啟下,再次彌補了該類群系統發育中「缺失的一環」。

角質喙和牙齒的博弈

三者之間的關係

中國始喙龜比半甲齒龜更為原始,但後者還沒有形成角質喙,而是口中長滿牙齒。比半甲齒龜更進步的原顎龜和其他龜類中都發育有角質喙、沒有保留任何牙齒。中國始喙龜集多種原始特徵、進步特徵和過渡特徵於一身,其先於半甲齒龜發育出角質喙、同時保留牙齒的現象顯示了龜類演化初期的高度複雜性。

儘管完整的骨架化石保存於海相地層,但其骨骼結構顯示中國始喙龜並非長期生活于海洋中,而很可能是在海濱近岸河口地帶營水、陸兩棲生活,且有掘穴的習性。


喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 中科院古脊椎所 的精彩文章:

中國「龍王」董枝明
揭秘「許昌人」遺址的「成長」經歷

TAG:中科院古脊椎所 |