翼龍起源謎團揭曉,誰是它的祖先?

2020-12-22 新浪科技

來源:新浪科技

藝術家描繪的翼龍,它們曾是侏羅紀和白堊紀時期的空中霸主。

新浪科技訊 北京時間12月11日消息,據國外媒體報導,翼龍是恐龍時代最易辨認的生物之一,然而,迄今為止科學家對翼龍的起源了解甚少,目前,最新研究揭曉了它們的神秘「身世」。

翼龍是侏羅紀統治天空的爬行動物

翼龍是生活在侏羅紀和白堊紀時期的飛行動物,它們是統治天空的爬行動物。據悉,首個翼龍化石是1784年發現的,此後陸續發現大量翼龍化石,科學家推斷它們大約出現在1.5億年前,最終在6000萬年前白堊紀-古近紀大滅絕期間消失。然而,古生物學家們一直在探索翼龍的起源之謎,它們如何進化出擁有飛行能力仍是一個未解謎團。

此前主流理論認為,翼龍、恐龍和鱷魚是密切相關的近親物種,它們屬於祖龍種群,但這一點仍未得到相關證實。翼龍可以進化成幾十種,有的體型像F-16戰鬥機大小,有的像麻雀大小。它們是繼昆蟲之後首批進化成具有飛行能力的史前脊椎動物,它們不僅僅會跳躍和滑翔,還通過拍打翅膀產生升力,在空中持續飛行。同時,翼龍骨骼是中空的,大腦較大,神經葉發達,骨骼上有多個峰冠,與飛行肌肉連接在一起。

兔蜥龍是翼龍的祖先物種?

藝術家描繪的兔蜥龍,位於圖像最前方。

目前還沒有任何非翼龍類生物與它們有直接親緣關係,但近期發表在《自然》雜誌的最新研究改變了該觀點。考古學家在北美洲、巴西、阿根廷和馬達加斯加發現的化石進行深入分析,結果顯示,翼龍是兔蜥龍(lagerpetids)的後代,兔蜥龍是生活在三疊紀時期的一種小型爬行動物。

該發現為研究翼龍起源提供了一個全新的理論框架,這將有助於揭曉它們如何擁有特殊身體結構和飛行能力。這篇論文是瑞士弗裡堡大學古生物學家塞爾喬查·埃弗斯和英國伯明罕大學古生物學家馬丁·埃茲庫拉合著,美國維吉尼亞理工大學科學家斯特林·內斯比特和米歇爾·斯託克也參與了該項研究。

圖中是阿根廷境內挖掘發現的2.35億年前兔蜥龍部分骨骼化石,其中包括:臀部、腿和椎骨,古生物學家通過對該物種化石分析,發現兔蜥龍與翼龍具有33個特徵。

兔蜥龍生活在2.37億-2.1億年前,該物種體型較小,體長不足1米,古生物學家並不確定它們是用四條腿走路,還是用兩條腿走路。正如這項最新研究所提出的,它們的前爪很可能用於陸地行走以外的活動,例如:攀爬或者捕捉獵物,它們的腿部細長,擅長捕捉昆蟲為食。

在目前已知的6種兔蜥龍物種化石中,兩種發現於阿根廷境內,兩種發現於美國境內,其餘的發現於巴西和馬達加斯加,最著名的兔蜥龍物種是美國發現的Dromomeron gregorii和巴西發現的Ixalerpeton brasiliensis,事實上,兔蜥龍並不是恐龍物種,因為它們沒有恐龍的臀部和腳踝特徵。

兔蜥龍和翼龍具有33個相似特徵

兔蜥龍似乎不太可能是與翼龍具有親緣關係的「姊妹物種群」,這可能是它們被長時間忽視的原因之一。近期,考古學家通過深入分析兔蜥龍,發現它們與翼龍之間存在微妙的親緣關係,伯明罕大學古生物學家埃茲庫拉和一支國際小組展開了更深入的研究,他們對幾十年前發現的兔蜥龍骨架化石分析後,發現它們至少具有33種與翼龍相關的特徵。

埃茲庫拉稱,該研究是國際研究小組合作和應用高尖端科技的成果,這是一個實例,說明了現代科學如何闡明一個多世紀以來困擾古生物學家的史前謎團。

最新研究表明,兔蜥龍可能是翼龍的祖先物種。此前關於科學家認為翼龍的進化起源一直是未解謎團。

兔蜥龍具有一些顯著特徵,例如:內耳特殊形狀、叫做絨球體的一種腦後明顯隆起結構、帶有3個尖點的牙齒、細長肢骨、較小骨盆、融合的踝骨。重要的是,這些生物的顱骨特徵與敏捷性和平衡感相一致,這可能與翼龍空中平衡飛行能力密切相關。研究小組基於μCT掃描的X射線創建了物理對象的三維橫截面,計算機層析成像數據對於古生物學研究具有一定的革命性。

埃茲庫拉說:「使用微計算機斷層掃描,我們能夠利用兔蜥龍的腦部結構重建它們的大腦和內耳,內耳有一個區域是由排列在三個不同平面的通道組成,對活體動物的研究表明,擁有更高彎曲度的內耳通道出現在平衡感較強的敏捷動物身體。」

兔蜥龍體長不足1米,擅長以捕捉昆蟲為食。

這種高彎曲度內耳通道結構存在於兔蜥龍和翼龍身體,有趣的是,該結構也出現在幾百萬年後的鳥類,雖然鳥類是恐龍的後代物種,但它們與兔蜥龍和翼龍都不是近親,因此鳥類高彎曲度內耳通道是獨立進化形成的。

埃茲庫拉說:「同樣,它們的大腦也有一個叫做絨球體的區域,對感知信息處理具有重要意義,之前的研究表明翼龍大腦絨球體較大可能與飛行有關,但在最新研究中我們發現兔蜥龍大腦存在絨球體逐漸增大的初期階段,這些神經解剖學上的變化出現在飛行起源之前,很可能後期被翼龍利用,使它們能夠徵服天空。」

古生物學家最新骨骼分析結果顯示,兔蜥龍有長長的後腿,但沒有翅膀。

事實上,這項最新發現表明,不會飛行的兔蜥龍已擁有飛行所需的大腦功能。由於缺乏更充足的兔蜥龍化石證據,這項研究受到了一定的限制,科學家對兔蜥龍的解剖結構仍不是非常清楚,它們的行為特徵,以及它們如何進化出具有飛行能力,仍是一個謎團。

美國加州大學伯克利分校古生物學家凱文·帕蒂安說:「埃茲庫拉等人提交的最新研究報告並未列出從一種小型陸地爬行動物演變為一種會飛行的脊椎動物的完整進化路徑,但是我們相信,未來我們能從三疊紀巖石樣本中發現翼龍祖先物種,或將填補這一認知空白,就像始祖鳥的發現為鳥類早期飛行提供關鍵性線索一樣。」

該項研究報告作者、瑞士弗裡堡大學古生物學家塞爾喬查·埃弗斯稱,飛行是一種非常奇妙的行為,該行為在地球歷史上進化了很多次,儘管兔蜥龍不會飛行,但是它們已進化形成與飛行相關的神經解剖學特徵,與翼龍的相關性暗示著它們可能是翼龍的祖先物種,這種新假設是理解翼龍飛行起源的重要環節。

目前,這項最新研究報告發表在近日出版的《自然》雜誌上。(葉傾城)

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