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

2020-12-21 廣州日報

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。

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等學者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。

根據地質調查的資料,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。關嶺組是分布在中國西南地區的中三疊統地層,從下至上可分為松子坎段和獅子山段,其中上段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。足跡點區域關嶺組松子坎段為灰色和淺灰色薄至中厚層白雲巖、灰巖與白雲質灰巖和泥質灰巖互層,被第四系黃褐色和灰黑色粘土、粉質粘土及礫石所覆蓋,富含雙殼化石,屬於瀉湖或淺海沉積。

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。然而,本次研究所發現的,來自么鋪足跡點的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前述足跡,而是屬於罕見的海生爬行類在水底留下的足跡。其中有12條行跡和一些孤立的腳印被歸為了羅平雙槳跡。

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(即半腳掌–全腳掌觸地行走)的四趾型足跡(第II至V趾),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,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」。

那麼,安順足跡是什麼動物留下的呢?研究者們將其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發現,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。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。

由於保存條件苛刻,海生四足類的水下行跡很少得以保存下來。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。

三疊紀海生爬行動物研究專家,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所李淳研究員評價道:「中生代海洋爬行動物是古生物學的熱點研究方向,相關門類的形態功能分析,特別是運動方式的復原長期以來存在很大的爭論。儘管對骨骼化石的分析仍舊是解決這一問題的主要手段,但足跡學這一此前主要針對陸地動物的研究目前已越來越多地應用於海洋爬行動物。此項工作集中發現了大量的三疊紀海洋爬行動物足跡化石,對揭示此類動物的生活方式及雲貴地區三疊紀海洋環境特點具有重要意義。」

廣州日報全媒體文字記者:卜瑜

圖片由受訪者提供

廣州日報全媒體編輯:童丹

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