最古老海生四足類動物如何遊泳?科學家發現2.4億年前足跡

2020-12-03 北京日報客戶端

9月17日,中外科學家團隊宣布在貴州省安順市經濟開發區么鋪鎮發現了200多個海生爬行動物的足跡,其中一些足跡提供了迄今為止最早(距今約2.4億年前)的海生四足類動物同步遊泳的證據。該研究論文發表於古生物學期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》(古地理學,古氣候學,古生態學)雜誌。

最古老的「水中奔跑者」

安順足跡照片與行跡示意圖

2017年夏,應貴州省博物館邀請,中國地質大學(北京)遺蹟學專家與德國同行對么鋪足跡點進行了多次考察,並進行了三維攝影,分布圖繪製與細緻測量。地質調查顯示,這批足跡化石組合保存在么鋪鎮紅龍村中三疊統安尼階關嶺組松子坎段的薄至中厚層泥質白雲巖的層面上。該段地層曾產出了著名的羅平生物群——包括豐富的魚化石和海生爬行動物骨骼、節肢動物和棘皮、雙殼、腹足、腕足和菊石等無脊椎動物化石以及植物化石群。足跡點區域屬於瀉湖或淺海沉積。

中國地質大學(北京)副教授邢立達介紹,遺蹟學家曾在雲南省關嶺組松子坎段中發現過大量的陸生主龍類足跡,如伯氏手獸足跡等。但本次在么鋪足跡點發現的22條行跡和200多個孤立的足跡,以及一些不確定的痕跡,明顯不同於陸生足跡,而是屬於罕見的海生爬行類動物在水底留下的足跡。其中有12條行跡和一些孤立的腳印被歸為了羅平雙槳跡(Dikoposichnus luopingensis)。

羅平雙槳跡是由中國地質調查局成都地調中心在雲南省羅平縣首次發現並命名的,屬於中生代海生爬行類——幻龍類的覓食跡。該區域是羅平生物群的核心產區。學者研究表明,雙槳跡是幻龍使用前肢在海床上同步移動造成的。雲南省羅平縣發現的雙槳跡是首個關於幻龍類水下運動模式的有力證據。么鋪足跡點發現的雙槳跡亦呈半月–新月形,基本上成對出現,且相對於行進路線對稱分布,足跡後緣有一圈向後推移的沉積物堆。其整體形態與雲南產出的雙槳跡相同,但時代更早。

科學家在么鋪足跡點與雙槳跡同層的巖石上,還發現了一種新的足跡類型。「不同於雙槳跡,新足跡類型為『半蹠行–蹠行性』的四趾型足跡,即半腳掌–全腳掌觸地行走,四趾則是指第II至V趾。」邢立達介紹,這些足跡有著完整的趾、掌痕,形態類似於四足動物在陸地上正常行走所留下的足跡。足跡較長,且有著十分清晰的趾痕,顯示出足趾粗壯,其中第II、III趾最長,而第IV趾和V趾較短,足跡後部通常有一個拉長的雙葉狀或三葉狀的「足跟」。「行跡整體較寬,足跡對稱且相對於行跡中線外轉,是典型的擁有水下遊泳或海底行走習性的四足動物足跡。」由於其形態和行跡模式與此前的足跡記錄有著顯著不同,因而,研究者將其歸入了新的分類單元,並命名為奔波安順足跡(Anshunpes aquacursor),其中屬名「安順足跡」取自足跡發現地——貴州安順,種名中的「奔波」意為「水中的奔跑者」。

本研究發現的新足跡類群安順足跡和雙槳跡比雲南羅平縣關嶺組獅子山段產出的雙槳跡時代更早,代表了距今約2.4億年前的中三疊世出現的同步遊動樣式。

對比足部骨骼鎖定「造跡者」

安順足跡是什麼動物留下的?

么鋪足跡點概貌與足跡分布

研究者們將安順足跡同貴州省和雲南省的關嶺組(安尼階)和法朗組(安尼階-拉丁階)產出的海生爬行類骨骼進行了比較。在這些「潛在的造跡者」中,原始龜類由於具有典型的弓形前足跡,以及趾痕的刮擦狀特徵——未顯現在樣本中,而被排除;魚龍類無法留下任何清晰的趾痕,也可完全排除;海龍類的運動模式與安順足跡行跡明顯不同,足趾比例和鋒利的爪子也不同於後者;原龍類足趾比例不同於安順足跡;主龍形類的利爪也與化石樣本表現不符。

可能性存在於龍龜類和楯齒龍類。儘管龍龜類的骨骼數據尚不完善,但其寬闊且對稱的行跡同安順足跡類似。此外,來自法郎組的楯齒龍類,例如新鋪中國豆齒龍(Sinocyamodus xinpuensis)和康氏雕甲龜龍(Glyphoderma kangi)的鰭腳骨骼,也與安順足跡顯示的寬圓形或橫向擴張的足趾相匹配,同時,它們都有著類似的末端較鈍的粗壯趾痕。因此,安順足跡的「造跡者」可能為龍龜類或尚未在關嶺組發現過骨骼的、類似於豆齒龍的楯齒龍類。這是迄今最早的關於楯齒龍或龍龜類動物遊泳或「撐行」運動的遺蹟化石記錄。

尚有四類遺蹟難以確定來源

研究中的化石樣本揭示了海生動物肢體同步運動、划行或撐行(punting)的運動方式——即對稱的左、右肢同時運動。「撐行」描述的是利用前肢或後肢觸底推動身體的水下行進方式。

中國豆齒龍遊泳復原圖,繪圖:張宗達

由於保存條件苛刻,海生四足類的水下行跡很少保存下來。因此來自貴州安順的足跡動物群的意義十分重大,它們記錄了海生爬行類的水下活動,更是首次發現的關於楯齒龍類或龍龜類動物水下行為的記錄,揭示了海生爬行類早期採用肢體協同運動的遊泳方式。同時,足跡化石組合表明,幻龍類曾與楯齒龍類或龍龜類動物一同出現在東特提斯海沿岸的瀉湖等淺海環境中覓食,幫助人們更加深入地了解了海生爬行類在中三疊世淺水或瀉湖底部的習性和運動情況,拓展了人類對海生爬行類足跡的有限認識。豐富的化石記錄有利於未來將本研究區與其他地區的生物群進行比對,為古生物學、古生物地理學和古環境學研究提供了方向。

邢立達介紹,除了雙槳跡和安順足跡兩種足跡以外,剩下的遺蹟都是孤立的,其中大多數形態和上述足跡相似,但還有一部分遺蹟很難確定來源,這些遺蹟包括四種類型:第一種呈現為短而深的平行溝槽,類似安順足跡,但邊緣較為鋒利,可能為鰭行跡;第二種為零散分布的凹痕,形態類似於魚巢或魚類覓食跡,但不涉及任何足跡模式,不能確定是否跟上文中兩種足跡的造跡者存在關聯;第三種為「多節」索狀堆積結構,可能是魚類的糞便,其多節狀的形態和現今家養金魚糞便類似,但金魚的排洩物猶如細絲,個體較大的鯉魚的糞便直徑也不過2至3毫米,可見這種遺蹟的「始作俑者」體型要大得多;第四種形如沙漏,代表一些鈣質沉積物。

來源 北京日報客戶端 | 記者 李祺瑤

編輯 胡德成

流程編輯 劉偉利

相關焦點

  • 科學家發現最古老海生四足類動物同步遊泳證據
    繪圖 張宗達 近日,中外科學家團隊宣布在貴州省安順市經濟開發區么鋪鎮發現了200多個海生爬行動物的足跡,其中一些足跡為科學家提供了迄今為止最早的海生四足類同步遊泳的證據。 該研究中的化石樣本揭示了海生動物肢體同步運動、划行或撐行的運動方式——即對稱的左、右肢同時運動。研究發現的新足跡類群安順足跡和雙槳跡比雲南羅平縣關嶺組獅子山段產出的雙槳跡時代更早,代表了中三疊世(安尼期,約2.4億年前)出現的同步遊動樣式,其中安順足跡是迄今最早的關於楯齒龍或龍龜類動物遊泳或「撐行」運動的遺蹟化石記錄。
  • 古老的海生四足類動物同步遊泳!中外科學家在貴州發現證據
    9月17日,中外科學家團隊宣布在貴州省安順市經濟開發區么鋪鎮發現了200多個海生爬行動物的足跡,其中一些足跡為人們提供了迄今為止最早的海生四足類同步遊泳的證據。么鋪足跡點發現的雙槳跡亦呈半月–新月形,基本上成對出現,且相對於行進路線對稱分布,足跡後緣有一圈向後推移的沉積物堆。其整體形態與雲南產出的雙槳跡相同,但時代更早。科學家在么鋪足跡點與雙槳跡同層的巖石上,還發現了一種新的足跡類型。
  • 中外科學家發現2.4億年前海生爬行動物足跡
    2.4億年前,一群四足海生動物途經一片淺海地區,海底溼潤的泥土上,留下了一串深淺不一的腳印……水波帶動泥沙,腳印漸漸封存海底。滄海桑田。當年的淺海,如今已成山區。最近,科學家們揭開了這串腳印的秘密。腳印是怎麼發現的?
  • 「安順足跡」揭示更早海生四足類動物遊泳秘密
    日前,中外科學家團隊宣布在貴州省安順經濟技術開發區么鋪鎮發現200多個海生爬行動物足跡,其中一些足跡提供了迄今為止最早的海生四足類同步遊泳證據。該成果發表在最新一期的古生物學期刊《古地理學·古氣候學·古生態學》的研究論文中。
  • 貴州現海生爬行動物足跡,提供最早海生四足類同步遊泳的證據
    安順足跡照片與行跡示意圖。澎湃新聞(www.thepaper.cn)獲悉,2020年9月,中外科學家團隊宣布在貴州省安順市經濟開發區么鋪鎮發現了200多個海生爬行動物的足跡,其中一些足跡提供了迄今為止最早的海生四足類同步遊泳的證據。
  • 貴州安順發現迄今為止最早的海生四足類同步遊泳的證據
    2020年9月,中外科學家團隊宣布在貴州省安順市經濟技術開發區么鋪鎮發現了200多個海生爬行動物的足跡,其中一些足跡為我們提供了迄今為止最早的海生四足類同步遊泳的證據。該研究項目由中國地質大學(北京)邢立達副教授領銜,貴州省博物館全程參與,研究論文於最近發表在國際知名期刊《古地理學、古氣候學、古生態學》。
  • 「最古老的眼睛」:5.3 億年前動物如何看世界
    12月11日消息,據國外媒體報導,科學家在一枚距今約5.3億年的化石上發現了最古老的眼睛痕跡。該化石屬於一種早已滅絕的三葉蟲,其古老的眼睛形態在今天的許多動物身上還能見到,包括螃蟹、蜜蜂和蜻蜓等。(科學家在一枚距今約5.3億年的化石上發現了最古老的眼睛痕跡。
  • 重要發現!安順經開區發現了200多個海生爬行動物足跡
    「安順足跡」 日前,中外科學家團隊宣布在貴州省安順經濟技術開發區么鋪鎮發現200多個海生爬行動物足跡,其中一些足跡提供了迄今為止最早的海生四足類同步遊泳證據。該成果發表在最新一期的古生物學期刊《古地理學·古氣候學·古生態學》的研究論文中。
  • 安順么鋪發現大量古生物化石足跡,研究者認為可能為這種動物足跡
    近日,貴州省博物館官方微信公布2020年9月安順么鋪鎮古生物化石科考成果:發現200多個海生爬行動物的足跡,其中一些足跡為科學家提供了迄今為止最早的海生四足類同步遊泳的證據。2018年,邢立達副教授來看過後,又請了德國古爬行及兩棲動物博物館亨德裡克·克萊因(Hendrik Klein)教授到此查看,經過兩位專家及考察組的研究,最後確定這些足跡屬於古生物化石群。
  • 南京古生物所等發現地球上最古老的足跡化石
    [video:20180608地球最古老動物足跡化石在中國發現 距今5.4億年]雖然推測它們的祖先可能在6.35—5.41億年前的埃迪卡拉紀已經出現,但在埃迪卡拉紀地層中一直沒有發現確切的化石證據。因此,大家普遍認為具有附肢的兩側對稱後生動物直到大約5.41—5.1億年前的「寒武紀大爆發」時才突然出現。
  • 距今4.25億年!科學家發現世界上最古老的蟲子
    6月9日,據外媒報導,德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員發表在《Historical Biology》上的一項新研究表明,他們發現了世界上最古老的蟲子。報導中指出,這個千足蟲化石是在蘇格蘭的克雷拉島上發現的,距今已經有4.25億年歷史,比任何已知的昆蟲或蛛形綱動物化石都要古老。
  • 四川攀枝花發現2.1億年前怪獸足跡
    攀枝花發現的手獸足跡。這個問題現在有了部分答案—近日在金沙江畔,有一些奇怪的足跡被人發現。足跡距今約2.1億年,即三疊紀晚期。根據古生物學者研究後初步斷定,足跡的主人為「手獸」,屬於主龍假鱷類。這類怪獸體型超過5米,在三疊紀晚期的四川,乃至其他大陸來說,是毫無疑問的頂級掠食者,早期的恐龍根本不是它的對手,可被輕易「秒殺」,當做點心吃掉。4月7日,中、美、德三國古生物學者向華西都市報獨家披露手獸足跡化石的發現過程。
  • 科學家發現億年前會遊泳棘龍化石 骨骼完整(圖)
    2014年9月12日訊,據BBC,一副巨大化石在位於摩洛哥境內的撒哈拉沙漠上被挖掘出土,而它的主人正是生活在1億4千萬至1億6500萬年以前的棘龍。化石的完整程度之高,就連科學家也是前所未見,骨齡達到9500萬的殘骸更是證實了研究人員長期以來的假設:棘龍不僅是已知最大的肉食性恐龍,還是最早會遊泳的恐龍。
  • 中國發現最古老的足跡化石!
    6月6日,美國《科學》(Science)雜誌子刊《科學進展》(Science Advances)在線報導了中美科學家在三峽埃迪卡拉紀地層發現的具有附肢的後生動物形成的足跡,代表了地球上最古老的足跡化石。   簡潔地說就是:科學家們在中國發現了最古老的足跡化石!   究竟是誰在地球上踩下了這些「最早」的腳印呢?
  • 中美科學家在三峽地區發現世界最早動物足跡化石
    三峽發現世界最早動物足跡化石  遠古動物或為長約2釐米爬蟲 兩列足跡間相距1至2釐米陳哲展示發現的古生物足跡化石 圖片來源:北京青年報  6月6日,美國《科學》雜誌子刊《科學進展》刊發了中美科學家在中國三峽地區發現距今5.4億多年前動物足跡化石的研究成果。
  • 2.1億年前的海生爬行動物長什麼樣?
    、研究並定名的三疊紀海生爬行動物,也是原始鰭龍類在亞洲的首次發現。它對於海生爬行動物的演化及古地理分布的研究有著重大意義。貴州龍與腫肋龍科經常被分類於幻龍目,或是被列為鰭龍超目的原始、獨立支系。貴州龍動物群以種類繁多、化石豐富、保存完好而享譽國內外,已成為世界上最著名的動物群之一。貴州龍動物群分布廣泛,在貴州黔西南州興義市頂效鎮,烏沙鎮內的岔江村、革裡村、革居、泥麥古村、謝米村等地,安龍縣龍廣鎮,雲南富源縣十八連三鎮祭羊山和新伍依村等地都有出露。
  • 科學家找到6億年前最古老動物,人類卻用它洗碗!
    今年9月澳大利亞科學家的一項研究表明,地球上最古老的動物是5.58億年前的狄更遜水母,全球各地地層裡都有它們的化石,像一塊攤開的橢圓形煎餅。而通過對活體動物DNA分子鐘的研究,科學家們認為地球上最早出現的動物應該還要在此之前1億年。
  • 4.25億年前的生物被發現,腿多到數不清,它或是最古老陸地動物
    4.25億年前的生物被發現,腿多到數不清,它或是最古老陸地動物眾所周知,最早的地球上陸地上並沒有動物,甚至連植物也沒有,最早的地球生命出現在海洋之中,此後伴隨著演化,才逐漸從海洋走向陸地,一直演化到今天的模樣。
  • 科學家確認5.58億年前化石為動物化石 它可能是世界上最古老動物
    據英國《衛報》報導,科學家確認了一種存在於5.58億年前的生物化石為動物化石,是世界上最古老的動物,這表明地球上最早的動物生命始於寒武紀之前。據報導,這種化石是被一名博士生Ilya Bobrovskiy在俄羅斯西北部偏遠荒野的懸崖邊發現的,但一直以來科學家都無法確認這個化石在進化體系中屬於什麼物種。
  • 古生物學家稱在美國大峽谷發現有史以來最古老的脊椎動物足跡
    據外媒CNET報導,古生物學家周五證實,在美國大峽谷國家公園發現的足跡化石是有記錄的最古老的脊椎動物足跡。2016年,挪威地質學教授Allan Krill和他的學生首次在一塊巨石內發現了這些足跡,但現在研究人員發現它們是現存最古老的脊椎動物足跡--距今約3.13億年。