三疊紀的長脖怪獸,脖子3米長,鼻孔朝天牙彎曲,百年之謎被解開

2020-12-28 八兩科學

三疊紀,可以說是爬行動物的天下,也就是所謂的「蜥形盛世」。二疊紀末期的大滅絕事件,導致全球近9成的生物滅絕,因此冉冉升起的蜥形綱動物迅速接過前輩們的權力真空。它們一部分演化成恐龍,一部分則重回海洋。其中演化過程中不乏有一些劍走偏鋒的生物,如長頸龍。

需要注意的是,長頸龍不是蛇頸龍,雖然兩者都有一個長長的脖子,但它們屬於八竿子打不著的關係。而長頸龍也被譽為「生物力學噩夢」,並且持續了100多年。因為除了知道它脖子很長外,關於它是生活在陸地上還是在水中?它們如何與環境中的其他物種相互作用?是縈繞在眾多古生物學家心中的一個困惑。

不過發表於《當代生物學》上的一項研究,或對長頸龍的習性有了初步的定論。

01 長頸龍,真正的蛇與龍的結合體!

在1852年,古生物學家在瑞士聖喬治山(Monte San Giorgio)地區的三疊紀地層(約2.42億年前)中發現了一些奇特的化石。最初發掘出來的一些零散的竹節狀骨骼化石被認為是某種翼龍前肢。但隨著越來越多化石的出土,古生物學家發現,這些竹節狀骨骼化石其實是一種具有超長頸部爬行動物的頸椎。

從化石推測,這種動物的頸長超過體長一半。但奇葩的是,如此長的脖子,頸椎數量卻只有12塊(大型蛇頸龍薄板龍的頸椎數量有70塊)。因此這種動物被命名為長頸龍(Tanystropheus,拉丁語意為長的頸椎),被歸為原龍目長頸龍科長頸龍屬物種。

根據科學家對出土的長頸龍化石重建顯示,成年長頸龍的體長可達6米,頸部長度超過3米。從復原圖來看,妥妥的一個龍蛇結合的生物呀。但奇怪的是,每塊頸椎上都有一對細小的頸肋。這就意味著它的脖子不夠靈活,無法和身體的骨骼相協調,不符合物理力學。於是長頸龍的「頸之迷思」就此誕生,一直持續到現在。

另外當年在同一個地方,古生物學家還發現了一些體長約1米的動物化石。而且不知道這些是不是幼年長頸龍還是其他動物。

02 水棲、陸棲?

長頸龍滅絕後好像也沒有後代殘存,所以科學家很難找到類似物種進行研究。不過科學家還是參考了蛇頸龍的生存方式提出2種假說:水棲假說和陸棲假說。

先說水棲假說。這個假說的證據就是在出土長頸龍化石的地方發現了很多魚類、頭足類的遺骸化石,屬於史前溫暖淺海地帶。但從長頸龍的身體結構看,它並沒有像蛇頸龍一樣的鰭狀肢,還保留著很多陸生動物的特徵。加上其雙眼和鼻孔位置位於頭部的頂端,所以科學家推測長頸龍應該是像現在的鱷魚一樣潛伏在水裡進行捕食。

其次是陸棲假說。證據是在瑞士發現的化石中,尾巴的標本有明顯的黑色顆粒(碳酸鈣)狀沉積,這是尾部肌肉著地的現象。由此推斷出長頸龍是可以通過後肢站立,然後用長長的脖子捕食高處的植物莖葉(類似長頸鹿)和小型動物。而在三疊紀時期,還沒有動物演化出長脖子,這不得不說是一個巨大的優勢。另外原龍目動物中發現有樹棲化傾向,所以這個假說也是合情合理的。

03 百年之謎被破解:生活在海洋中,水中長頸鹿!

對於那些對三疊紀爬行動物感興趣的人,長頸龍不僅是一個標誌性的化石,而且還是頗具爭議和討論的話題。來自瑞士蘇黎世大學的古生物學家史蒂芬·斯皮克曼(Stephan Spiekman)領導的團隊,對長頸龍的一個頭骨化石進行3D重建(出土的頭骨化石几乎被壓碎,但通過『SR CT』掃描可以還原很多無法觀察的細節),發現其具有水生動物的特徵。

從重建結果顯示,長頸龍的鼻孔在鼻子頂部,類似於現代的鱷魚(向上朝天);牙齒又長又彎曲且鋒利,非常適合捕捉光滑的獵物,比如魚和烏賊。沒有鰭狀肢,泳能力一般;雖然那條長脖子不是很靈活,但從解剖結構看,比科學家以往想像中更有適應能力。因此推斷出長頸龍生活在淺海,當魚和烏賊類的動物遊過時,長頸龍藉助長脖子優勢和彎曲的牙齒,一口把它們咬住。

而四肢未形成真正的鰭狀肢,應該是像鱷魚一樣來陸地產卵,但長時間還是漫步在海床上,如水中長頸鹿。論文作者之一、芝加哥菲爾德博物館的古生物學家奧利維爾·裡普爾珀(Olivier Rieppel)表示:「長頸龍如一條脖子非常長的短吻鱷。在陸地環境中,那條脖子沒有意義,這只是一個笨拙的結構。」

至於在聖喬治山一起出土的體長約1米的動物化石,經過掃描骨骼橫截面的生長環,表明大部分已是成年體,因此可斷定它和長頸龍實際上是兩個物種。這意味著在同一地區生活著兩種不同的長相奇怪的爬行動物。並且化石顯示出這兩種物種的牙齒類型不同,長頸龍是圓錐形牙齒,而小型化石是冠狀牙齒。從而得出結論,它們使用不同的策略捕獲獵物。

由此可見,三疊紀是地球歷史上一個非常有趣和令人驚奇的時期。在這一時期出現了許多動物,甚至是現代動物,或者在這一時期實現了演化的多樣化。在食物資源是有限的情況下,看起來相似的動物擁有相同的棲息地,彼此共存並且會制定不同的捕食策略。相對於達爾文所描述的物種間相互競爭,又是另一幅圖景。

結語:

在三疊紀大滅絕事件中,原龍目基本全軍覆沒,長頸龍也未能倖免。很難說,長頸龍演化出這麼長的脖子究竟是成功還是失敗的。不過後來出現了更強大的蛇頸龍,證明了長脖子還是有優勢的,更別說現代還有長頸鹿。

其實三疊紀時期的動物與現代相去甚遠,但對其進行研究可以揭示當今地球上許多生物的多樣性。重要的是要提醒我們,當今地球上的生物多樣性只佔很小的一部分,而且它正在減少,並且大部分減少的原因都是我們人類自己造成。

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