在《侏羅紀公園》中,科學家們利用凝結在琥珀中的史前蚊子體內的恐龍血液,提取出恐龍的遺傳基因,并成功將已經絕跡6500萬年的史前龐然大物復生。而在今天,我們雖然無法像科幻電影那般復生恐龍,但仍然能夠從來自遠古的化石中窺見屬于那個時代的生物故事。
最近,在云南省羅平縣發(fā)現(xiàn)了一種來自2.44億年前的新的海生爬行動物化石,古生物學家們將其命名為“奇異羅平龍”。消息一出,不少恐龍迷的DNA動了!為什么將其取名為奇異羅平龍?它們和恐龍有關系嗎?2.44億年是如何測定出來的?它們吃什么……稍安勿躁!今天,我們就一起聊聊這個大家都非常關注的奇異羅平龍。
Part.1
奇異羅平龍究竟“奇異”在哪里?
為了方便國際交流,生物種名通常使用拉丁文命名,由屬名和種加詞兩部分構成。
奇異羅平龍的學名是Luopingosaurus imparilis。前面是屬名,翻譯成中文即羅平龍,這一中文名稱是以產地(云南羅平)命名的;后面是種加詞imparilis,即奇異的意思,指的是它們指節(jié)骨較多、尖嘴長吻等與眾不同的特征。這樣取名的好處是易于記住這個物種是從哪里來的,有什么典型特征。
奇異羅平龍體形像水生蜥蜴,屬于一種原始的鰭龍類,即腫肋龍類。在精確的分類學上,羅平龍應歸入腫肋龍超科中的腫肋龍科。腫肋龍科和貴州龍科親緣關系較近,在分類上同屬于腫肋龍超科。
奇異羅平龍正型標本及素描圖
圖片來源:作者提供
但是,羅平龍的吻端很長,超過頭長的一半,與短吻的貴州龍差異較大,代表了兩者在攝食和運動上不同的生態(tài)適應。尖嘴長吻可能是為了幫助抓住獵物并在追逐快速游動的獵物時減少阻力而進化出來。
奇異羅平龍頭骨斷層掃描及腹面復原圖
圖片來源:作者提供
奇異羅平龍與此前發(fā)現(xiàn)的長尾紅河龍較為相似,但在吻部長度、背椎數(shù)目、前后肢指式、肱骨和薦肋等特征方面明顯不同。
值得注意的是,奇異羅平龍前肢第三指上具有五節(jié)指節(jié)骨,這有利于增加槳狀肢的柔韌性,以應對轉向時腳蹼承受的流體動力。
Part.2
奇異羅平龍是恐龍的“親戚”嗎?
恐龍時代從三疊紀晚期開始到白堊紀末期結束。最早的鰭龍類比恐龍出現(xiàn)的時間還要早,在早三疊世晚期就已經出現(xiàn)了,但它們并不是恐龍的直接祖先。
和恐龍一樣,鰭龍類也是一支非常成功的演化支系,一直延續(xù)到白堊紀末期。進步的鰭龍類,如蛇頸龍類,是和恐龍生活在同一時代的。鰭龍類適應海洋生活,而恐龍則大多生活在陸地上。奇異羅平龍屬于原始的早期鰭龍類,生活于中三疊世早期,這時候還沒有進入恐龍時代。
“恐龍”一詞在西方指恐蜥(恐怖的蜥蜴),特指一些巨大的有四肢有尾或兼有翼的類似蜥蜴的爬蟲。日本的古生物學家譯為“恐竜”,在我國譯為“恐龍”。按照傳統(tǒng)的命名方法,大多數(shù)鰭龍類的屬名后綴和恐龍一樣也用saurus(龍),這可能是因為它們和恐龍一樣都是由蜥蜴狀的爬行動物演化而來的。
可以這么說,鰭龍類(包括奇異羅平龍)和恐龍還是有一定的“遠房親戚”關系的,只不過它們不是恐龍的祖先,而是恐龍的“表親”。
奇異羅平龍與其他海生爬行動物系統(tǒng)發(fā)育關系
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Part.3
生長于海洋,而非陸地
根據(jù)巖石沉積學和古生物學研究,三疊紀時期,羅平處于淺海環(huán)境。在羅平地區(qū)發(fā)現(xiàn)的中三疊世化石組合,包括植物、無脊椎動物、魚類和各種海生爬行動物,稱之為羅平生物群。
不過,如果拋開其他化石研究不談,單獨從奇異羅平龍化石本身,也能判定它們是海生的爬行動物。
這是因為奇異羅平龍的四肢和腰帶的形態(tài)結構可以反映它們適應水環(huán)境的特征。長長的軀干、較纖細的肱骨和較少的尾肋顯示,奇異羅平龍主要通過軀干和尾部的側向波動在水中前進,而它們的前后肢主要起到平衡轉向的作用。
奇異羅平龍前后肢部分
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奇異羅平龍的吻端長有許多錐形齒,可用于捕食羅平生物群中的小魚、小蝦和一些無脊椎動物。和大多數(shù)其他腫肋龍類相比,奇異羅平龍的吻端更長,牙齒數(shù)量更多,這有利于提高它們抓捕獵物的效率。
同時,通過測量舌骨與下頜長度的比值數(shù)據(jù),古生物學家們發(fā)現(xiàn),隨著吻端的加長,腫肋龍類的舌骨相對下頜的長度在逐漸減小,這說明其吞食的效率在逐漸減弱。
奇異羅平龍的發(fā)現(xiàn)和研究也為我們進一步了解當時的海洋生態(tài)系統(tǒng)構成、食物鏈和營養(yǎng)級提供了新的信息。
Part.4
如何知道奇異羅平龍生活于2.44億年前?
奇異羅平龍化石埋藏于海相沉積的灰?guī)r中,在羅平縣這段地層名稱被稱為“關嶺組”。和此前在此發(fā)現(xiàn)的一些無脊椎動物、魚類和其他海生爬行動物一樣,奇異羅平龍化石產自于關嶺組二段(上段)。
對于這段地層的年代,地質學家做過詳細的研究,利用放射性同位素的衰變原理來測定地質年代。采用的測定技術是目前廣泛運用、很成熟的鈾-鉛法:放射性同位素鈾是不穩(wěn)定的,它以穩(wěn)定不變的速率釋放出能量,逐漸衰變?yōu)榱硪环N同位素鉛。這種衰變的速率不受外界因素干擾,保持恒定,因此相當于一個記時鐘。這個時鐘走了多長時間可以根據(jù)巖石中放射性同位素鈾的含量及其衰變產物鉛的含量之比計算出來。
在關嶺組二段含化石的巖層中有一些火山灰沉積夾層,而這種火山灰中含有一種叫鋯石的礦物晶體。通過分析鋯石中鈾與鉛的含量之比就可以計算出鋯石形成于2.44億年前,如此一來,奇異羅平龍的時代就確定下來了。
Part.5
化石向后人訴說的生物演化規(guī)律
作為一門地質學與生物學的交叉學科,古生物學在很早的時期就已發(fā)展起來了,其主要研究對象是化石。通過研究化石,我們可以逐漸了解地史時期生命的起源和演化。同時,生物化石的形態(tài)結構具有反映環(huán)境條件的特征,通過這些特征結合它們的古地理信息就可以推斷生物的生活環(huán)境,重建生物古地理、古氣候和古環(huán)境。
此外,化石具有時間屬性。古生物學家發(fā)現(xiàn),地層層位越高,所含的化石類別越多,形態(tài)構造越復雜,這反映了生物類別從簡單到復雜的演化規(guī)律。因此,化石可以確定地層的層序,進行地層年代對比,在生物地層學上的作用是非常大的。
另外,化石形成的概率比較低,精美的化石可遇不可求。這是由于并非所有曾經生活在地球上的生物都有機會形成化石,大部分生物死后不是被其他生物吃掉,就是被微生物分解掉。
經推斷,奇異羅平龍和其他實體化石一樣,先被沉積物快速埋藏,后經歷漫長的成巖作用,其遺體經過礦物質的置換和充填,最終形成了化石。后來經過地殼抬升運動,奇異羅平龍化石在地表被發(fā)現(xiàn),通過古生物學家們的精細修理,最后將它呈現(xiàn)出來。
結語
奇異羅平龍代表了迄今已知最古老的多指節(jié)型鰭龍類化石記錄,它為我們了解鰭龍類的早期演化提供了重要的化石證據(jù)。人類與化石的“對話”就好比一場“時空來電”,來自2.44億年前化石不斷向人們訴說著遠古時代的故事,而人類亦不負所望,將這些曾經被歷史沖淡的“聲音”重新帶入大眾的眼簾。
出品:科普中國
作者:徐光輝(中國科學院古脊椎動物與古人類研究所)
編輯:應奕可
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