一代枭雄的“陨落”
邓氏贵州鱼龙复原图,图片来源:中国科学院南京地质古生物研究所 杨定华绘
中生代广袤的海洋中,有这样一群形似鱼类和海豚的生物:它们有着流线型的身体、鳍状的四肢、强壮的尾巴、细长的吻部和大大的眼睛。它们就是昔日的海洋霸主——鱼龙。
鱼龙既不是鱼,也和海豚毫无关系,它是一类海生爬行动物。早期四足动物于泥盆纪由海洋登上陆地,后演化成爬行动物,又于三叠纪重返海洋,这其中的代表就是鱼龙。所以,鱼龙和海豚是起源于不同祖先的物种,只是由于生活环境的相似,演化出了相近的体态,这种现象被称为“趋同演化”,类似的例子还有现生的鸟类和蝙蝠。
鱼龙复原图,图片来源:painting by Heinrich Harder
鱼龙家族成员众多,体长从40厘米到20多米不等,但无论体型多大,它们都对头足纲的食物情有独钟,最爱捕食箭石、乌贼和章鱼等。
历经一亿多年的兴衰演替,由于蛇颈龙等其他海爬类生物的崛起,缺乏强大武器的鱼龙渐渐失去了统治地位。捕食的难度不断提高,加之9000万年前的森诺曼期——土仑期生物大灭绝,更是给了鱼龙沉重一击。当时海底火山大规模喷发,导致海水含氧量急速下降,海洋生物数量断崖式下跌,食物匮乏,自此鱼龙家族从辉煌走向没落,最终于白垩纪晚期灭绝,彻底退出了历史舞台。
鱼龙分娩方式——头先出or尾先出?
鱼龙是卵胎生动物,卵在体内孵化,分娩时直接将幼体产于水中。那么问题来了,当鱼龙妈妈在水中分娩时,小鱼龙是头先出来还是尾先出来呢?研究发现,早期鱼龙巢湖龙分娩时,幼体头部先娩出母体。
2011年,古生物学家于安徽省巢湖市发现了一块带胚胎的巢湖龙化石,记录了巢湖龙分娩的瞬间。该化石至少保存了三只巢湖龙幼体,其中一只幼体已经产出,另一只幼体头部刚出母体骨盆,还有一只仍在母体内。化石显示幼体头部均朝向母体的尾部方向。
这种头先出的分娩方式表明鱼龙的卵胎生很可能源于陆地祖先,因为陆生脊椎动物分娩时普遍存在幼体头先出的情况,这样能保证幼体第一时间呼吸。反之则存在较高的生殖风险,幼体容易因缺氧而死亡。但是在水中头先出的分娩方式易导致幼体窒息,因此,后期鱼龙如狭翼鱼龙等在适应水生生活后为提高后代存活率而演化出尾先出的分娩方式。
有三个胚胎的巢湖龙母体化石,黑色为母体脊柱,蓝色为母体骨盆和后鳍状肢,绿色为母体的肋骨和腹膜肋。胚胎1和2分别为橙色和黄色,已产出幼体为红色。比例尺:1cm。图片来源:10.1371/journal.pone.0088640
狭翼鱼龙分娩化石,图片来源:U. Schmid from Journal du CNRS
巢湖龙与狭翼鱼龙分娩方式对比。A,分娩的巢湖龙和三只幼体;B,巢湖龙幼体;C,狭翼鱼龙的一只幼体即将离开母体,三只在体腔内。比例尺:5cm。图片来源:10.1371/journal.pone.0088640
科学家Miedema等人2023年发表的一篇文章认为,鱼龙尾部先出生不是为了避免窒息,而是因为在分娩时,雌性鱼龙更容易推动幼体头骨而不是骨盆,这可以减少母体分娩时的能量消耗。化石显示早期鱼龙如巢湖龙和杯椎鱼龙的幼体头部先出生,混鱼龙幼体头部先出生和尾部先出生的情况均存在,混鱼龙是早期鱼龙和晚期鱼龙之间的过渡物种,已高度适应水生生活。狭翼鱼龙和贝萨诺龙等晚期鱼龙的幼体尾部先出生。
根据最近的系统发育分析以及幼体出生方向,简化5种鱼龙的系统发育定位
图片来源:10.1186/s12862-023-02110-4
鱼龙化石
鱼龙化石分布广泛,我国安徽、贵州、云南、西藏、广西等地均出土过不同属种的鱼龙化石。贵州地区是中国鱼龙化石的重要发现地之一,出土了邓氏贵州鱼龙、梁氏关岭鱼龙、盘县混鱼龙、蔡胡氏典型鱼龙、周氏黔鱼龙等多种鱼龙化石。西藏珠穆朗玛峰地区发现的喜马拉雅鱼龙体长可达10余米,它的发现证明了喜马拉雅地区曾是一片浩瀚的海洋。一块块鱼龙化石的发现揭示了古代海洋生态系统的复杂性和丰富性,为我们提供了生物演化的宝贵信息。
邓氏贵州鱼龙化石,图片来源:邓氏贵州鱼龙化石
盘县混鱼龙,图片来源:中国古动物馆(保定自然博物馆)
编辑:孙丽静
校对:张 凡
审核:陈 萍
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