進化的鞭打:長頸龍通過增加新的椎骨使脖子長度加倍
研究表明,長頸龍在極短的時間內就長出了標誌性的長脖子。這些被認為是用來追逐快速移動的魚類的長脖子,在大約2.5 億年前的500 萬年時間裡迅速進化。中國和英國的科學家最近在《BMC 生態學與進化》雜誌上發表的研究結果表明,一種被稱為腫肋龍的物種主要通過增加新的椎骨來延長它們的脖子。
新的研究表明,以長脖子著稱的海洋爬行動物長頸龍在大約2.5 億年前的500 萬年內進化出了這些獨特的特徵。
該物種有25 節椎骨,而白堊紀晚期的一些長頸龍(如Elasmosaurus)有多達72 節椎骨,它的脖子是軀幹長度的五倍。
這些生物首次出現在三疊紀早期,距導致地球上近90% 的物種消失的二疊紀末大滅絕僅400 萬年。這一時期的特點是在這場災難性事件之後發生了迅速的轉變。
在這項研究中,研究人員描述了中國湖北省早三疊世的一種新的長頸龍祖先Chusaurus xiangensis。它的脖子已經開始變長,但長度僅為身體軀幹的一半,而它的後代親緣動物的脖子長度則達到了80%或更長。
顯示快速進化速度和標本的圖片。研究表明,以長脖子著稱的海洋爬行動物長頸龍在距今約2.5 億年前的500 萬年內進化出了這些獨特的特徵。資料來源劉啟玲
來自武漢中國地質大學的劉啟玲領導了這個項目,她說:”我們很幸運地找到了這種新野獸的兩具完整骨骼。它很小,不到半米長,但這接近於海洋爬行動物重要類群–鰭龍超目(Sauropterygia)的祖先。”
“Chusaurus 來自腫肋龍亞目,是三疊紀非常重要的小型海洋食肉動物之一。不過,我起初並不確定它是否屬於腫肋龍亞目,因為它的脖子似乎太短了”。
“化石來自湖北南漳-遠安動物群,”共同指導該項目的中國地質大學(武漢)李天博士說。”作為三疊紀最古老的海洋爬行動物群之一,該動物群近年來得到了大量研究。我們擁有高質量的放射性測定日期,顯示該動物群的年代為2.48 億年前。
合作者、布里斯托爾大學地球科學學院的邁克爾-本頓(Michael Benton)教授說:”二疊紀末的大滅絕是有史以來最大的大滅絕,只有二十分之一的物種倖存下來。
“三疊紀早期是一個恢復時期,海洋爬行動物在那個時期進化得非常快,其中大部分是蝦、魚和其他海洋生物的捕食者。它們起源於大滅絕之後,因此我們知道它們在危機後的新世界裡變化速度極快。”
“長頸龍主要通過增加新的脊椎骨來延長它們的脖子,”共同導師、中國地質調查局武漢中心的程龍教授說。
“通常情況下,爬行動物和哺乳動物(以及我們)等脊椎動物有七個頸椎。Chusaurus已經有17個頸椎,而後來的腫肋龍亞目有25個。一些白堊紀晚期的長頸龍,如薄板龍甚至有72 節頸椎,其頸部長度是軀幹的五倍。由於有如此多的椎骨,這些長頸龍的頸部一定超級靈活,它們大概會在保持身體穩定的情況下扭動頸部抓住魚類獵物”。
英國開放大學的湯姆-斯塔布斯博士補充說:”並不是所有長頸動物都用同樣的方法。例如,長頸鹿保留了標準的七節頸椎,但每節頸椎都很長,因此它們可以伸到很高的樹上。火烈鳥的脖子也很長,這樣它們就可以伸到水里去覓食,因為它們的腿很長,而且它們還有額外的椎骨,多達20 節,但每一節也很長。
布里斯托爾大學的本-穆恩博士補充說:”我們的研究表明,長頸龍的脖子長度在500萬年內增加了一倍,隨後增加速度放緩,它們大概已經達到了某種適合其生活方式的完美頸長。”
“我們認為,作為小型掠食者,它們可能主要以蝦和小魚為食,因此,它們能夠悄悄接近小魚群,然後在水中盤旋,用頭追逐快速游動的獵物,這是一種很好的生存手段。但是,頸部更長可能會帶來額外的成本,因此頸部的長度要穩定在與軀幹長度相等的位置”。