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中歐合作研究發(fā)現(xiàn)2.4億年前海生長頸動物新屬種“隱秘細頸龍”

時間 :2023-04-21 18:15:02   來源 : 北青網(wǎng)

恐頭龍科和長頸龍科的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和頸椎示意?！⊥蹙S 繪制


(相關(guān)資料圖)

中新網(wǎng)北京4月21日電 (記者 孫自法)記者21日從中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)獲悉，該所海生爬行動物課題組在以往采集于中國西南地區(qū)2.4億年前的海生爬行動物化石中，最新研究發(fā)現(xiàn)一件與已知物種都不相同的標(biāo)本，它具有細長的頸部，又曾被誤以為是恐頭龍的幼年個體，將其命名為“隱秘細頸龍”。

“長頸型”早期主龍型類成員的頸椎數(shù)量和延長指數(shù)?！⊥蹙S 繪制

隱秘細頸龍化石包含有頭骨和大部分頸椎，保存在兩塊巖板上。依據(jù)頭骨和頸椎上的一些特征，研究者將其歸入早期分異的主龍型類。此外，該化石標(biāo)本的頭骨、齒列和頸椎與長頸龍、恐頭龍等主龍型類有穩(wěn)定的區(qū)別，研究者據(jù)此識別其為一個新屬種。

這項古脊椎動物研究領(lǐng)域重要化石發(fā)現(xiàn)及研究成果論文，由中科院古脊椎所海生爬行動物課題組與歐洲合作者共同完成，近日在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《解剖學(xué)記錄》(The Anatomical Record)發(fā)表。

論文第一作者、中科院古脊椎所王維副研究員介紹說，系統(tǒng)發(fā)育的分析結(jié)果也支持隱秘細頸龍化石標(biāo)本代表一個新屬種，屬于主龍型類早期支系，可能與巨脛龍、長頸龍等同屬長頸龍科，而與梳齒龍、恐頭龍等恐頭龍科成員關(guān)系較遠。不過，限于該化石標(biāo)本保存信息有限，隱秘細頸龍在長頸龍科或恐頭龍科的具體歸屬有待更完整標(biāo)本來進一步核實。

隱秘細頸龍正型標(biāo)本及其示意圖?！⊥蹙S 供圖

在本次研究中，合作研究者圍繞早期主龍型類的頸椎，通過比較各屬種頸椎的數(shù)量，以及各屬種每節(jié)頸椎的延長程度，引入基于椎體長高比的“延長指數(shù)”來反映延長程度，避免化石保存和椎弓形態(tài)的干擾。與以往研究相比，此次研究發(fā)現(xiàn)在這些主龍型類中，一方面是在不同屬種之間，即使頸椎數(shù)量相近，其延長指數(shù)的分布也各有差異；另一方面，同一屬種的頸椎數(shù)量、延長指數(shù)的分布趨勢則相對一致，由此可以用頸椎數(shù)量和延長指數(shù)來作為該類主龍型類屬種辨別的新依據(jù)。

論文通訊作者、中科院古脊椎所李淳研究員指出，隱秘細頸龍的系統(tǒng)發(fā)育位置可能介于具有短脖子的巨脛龍與具有超長脖子的長頸龍之間，而隱秘細頸龍的頸部與軀干的相對長度很可能也介于二者之間，表現(xiàn)出一定的中間狀態(tài)。然而，隱秘細頸龍的頸椎延長程度卻顯著低于長頸龍，僅與巨脛龍的頸椎延長程度相當(dāng)，處于爬行動物的一般水平。有趣的是，細頸龍并不是通過延長每節(jié)頸椎來加長脖子，反而是增加了頸椎的數(shù)量，其頸椎數(shù)量超過18節(jié)，明顯多于長頸龍科的其他成員，這種增加頸椎數(shù)量的策略與恐頭龍趨同。

研究者推測，在這些長頸的主龍型類中，通過增加頸椎數(shù)量來增加頸部長度，是更先出現(xiàn)或更為普遍的現(xiàn)象?？v觀所有具有長頸的脊椎動物類群，從蛇頸龍類到蜥腳類恐龍，再到鳥類，通過增加頸椎數(shù)量來加長脖子的情況，貌似比通過延長每節(jié)頸椎更為常見。也許在胚胎發(fā)育時期，改變分節(jié)調(diào)控過程來增加體節(jié)數(shù)量，比塑造延長的椎體更容易實現(xiàn)，或帶來更少的危害。

長頸龍的化石和復(fù)原骨架?！⊥蹙S 供圖

王維認為，在各種具有長頸的脊椎動物類中，頸部增長通常是對于取食的適應(yīng)，例如鷺類的長頸可以靈活的捉魚，蜥腳類恐龍的長頸可以擴大其取食范圍。隱秘細頸龍的發(fā)現(xiàn)，也印證了在這些三疊紀(jì)(距今2.5億年-2.1億年)主龍型類中，加長的頸部很可能是與其食魚習(xí)性有關(guān)：在具有超長頸部的細頸龍、長頸龍和恐頭龍中，牙齒呈長椎狀，甚至有顯著的獠齒，且表面具有縱紋，這些特征與食魚密切相關(guān)，個別恐頭龍標(biāo)本的腹中還保存有未消化的魚類。

李淳表示，隱秘細頸龍的發(fā)現(xiàn)，提供出又一個以多頸椎來加長頸部的例子，指示這些主龍型類的長頸可能是對捕魚的適應(yīng)。但可惜的是，隱秘細頸龍的發(fā)現(xiàn)還是未能完全解答這些早期主龍型類超長頸部的演化過程，甚至為其系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、頸部加長方式添加了更多的“干擾因素”，展現(xiàn)出在這類奇特的長頸海生爬行動物演化過程中，頭骨和頸椎特征的交織和反復(fù)。因此，早期主龍型類的“長頸之謎”仍有待破解，更多的化石發(fā)現(xiàn)和綜合研究還“未完待續(xù)”。

據(jù)了解，長長的脖子能帶來很多生存優(yōu)勢，包括拓展視野、便于獲取食物、增加活動范圍等。因此，在自然選擇的作用下，脊椎動物中產(chǎn)生諸多“長頸”的類型，例如蛇頸龍類、蜥腳類恐龍、長頸鹿以及多種鷺鳥等。地球歷史上最夸張的“頸身比”，出現(xiàn)在一些三疊紀(jì)的主龍型類身上，這個早期分異的主龍型類支系是一群“長頸族”，部分種類的頸部長度超過其總體長的一半，長頸龍和恐頭龍就是其中的代表。

隱秘細頸龍的生態(tài)復(fù)原圖?！±羁扇R 繪制

長頸龍最初發(fā)現(xiàn)于三疊紀(jì)的歐洲，集中分布在如今的瑞士和意大利，地處古特提斯洋的西岸。近年來，在中國西南地區(qū)即古特提斯洋東岸的三疊紀(jì)中，研究人員也發(fā)現(xiàn)長頸龍化石，其中不乏一些保存精美的完整骨架。長頸龍屬的大型物種體長接近6米，頸部約3米，從脖子與軀干的比例來看，它具有脊椎動物中“最長的脖子”。如此長的脖子，卻只含有13枚頸椎，可見長頸龍是通過單節(jié)頸椎增長的方式來發(fā)展出長脖子，這在爬行動物中極其罕見。

恐頭龍則僅分布于中國貴州和云南地區(qū)，是唯一可以和長頸龍相比肩的另一種“長頸海怪”。它與長頸龍體形類似，恐頭龍體長5米，頸部也將近3米，但恐頭龍的頸部發(fā)育有30多節(jié)頸椎，憑借增加頸椎的數(shù)量來形成超長的脖子，這一點與長頸龍截然不同。

此前研究發(fā)現(xiàn)，長頸龍和恐頭龍都是早期分異的主龍型類成員，但彼此和其他主龍型類的親緣關(guān)系還不明晰。在古特提斯洋的兩岸，特別是近年來在中國西南地區(qū)，研究者還發(fā)現(xiàn)若干種與長頸龍、恐頭龍親緣關(guān)系相近的爬行動物，包括巨脛龍、富源龍、梳齒龍等，但它們體長不足半米，而且沒有顯著加長的頸部。因此，這些早期主龍型類夸張的長脖子如何演化而來一直備受學(xué)界關(guān)注。(完)

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