大規模滅絕事件後遠古食草動物發展出強大的顎部來消化更堅硬的植物
布里斯托爾大學的研究人員發現,植物食者在大規模滅絕後迅速多樣化,以適應吃不同種類的植物,而那些能夠咀嚼更堅硬材料的食者,令其在三疊紀晚期的干燥條件中成為最成功的物種,這些適應了粗食的食草動物中包括一些最早的恐龍。
在有史以來最大的大滅絕,二疊紀末期的大滅絕之後,生態系統在2.52-2.01億年前的三疊紀時期從頭開始重建,為新物種鋪平了道路,許多新種類的植物和動物從那時候起開始出現。由布里斯托爾地球科學學院的Suresh Singh博士領導的一項新研究發表在《自然通訊》上,出現了關於滅絕後恢復的複雜性的新證據。
Suresh Singh博士說:”我想把重點放在吃植物的人身上,包括一些最早的恐龍,任何生態系統中的主要動物往往是食草動物,而我們發現它們在大滅絕後的動盪時期顯示出了顯著的進化證據。事實上,殺死這麼多物種的環境衝擊,如全球變暖和酸雨,仍然不時地來回干擾他們的食譜,但倖存者們卻致力於探索新的飲食。”
“我們很驚訝能夠在食草動物中識別出明確的加強能力,”合作者Tom Stubbs博士說。這些群體進化出了加寬食譜、囫圇吞食的方法,撕裂食物的能力也大大提升,有些還進化出了強大咬合力的口腔;這些變化反映了他們的顎部力量、他們的牙齒以及他們可能會吃的植物種類。科學家測量了數百個化石頜骨,並將其形狀與活體動物進行了比較,從化石頜骨中估計了關鍵的功能值,如機械優勢和咬合力,測量了頜骨的槓桿作用以及它們可以關閉的速度或力度。
研究結果貫穿了大滅絕之後的8000萬年,包括第一批吃植物的恐龍的多樣化。”合作者Armin Elsler博士說:”我們能夠繪製出與進食有關的所有功能特徵在整個進化樹和時間上的演變。”他們驚訝地發現,在這段時間裡,幾個新的群體作為食草動物實現了多樣化,它們似乎是通過將潛在的競爭對手推到一邊,而不一定是通過消滅它們來接管它們的角色。
三疊紀期間,植物也在進行多樣化轉變,食草動物的一些進化與新種類的植物食物的可用性有關。辛格博士說:”其中的關鍵是能夠處理堅硬的植物材料的群體的擴大,它們有強大的顎部進行砍伐和咀嚼,這反映了乾燥的條件,特別是在三疊紀晚期,許多較軟的植物群變得不那麼常見,例如,適應乾燥的針葉樹在全世界蔓延。這些變化與嚴格執行的生態位分離相結合,推動了滅絕的走向,因為通用的、堅韌的食草動物茁壯成長,而其他無法適應的食草動物則消亡。”
研究揭示了生態層面的關鍵過程,並有助於解釋為什麼一些群體滅絕並被其他群體取代,如第一批恐龍。科學家現在可以合理地確定結果,因為有關於標本的地質年代、它們彼此之間的關係以及它們的頜骨和牙齒的關鍵特徵的出色數據,這些數據與它們的古代飲食相一致。曾經頗具猜測性的那種項目現在已經變得更具分析性和可驗證性。