考古學家新發現缺失的一環新研究揭示恐龍如何非線性演變成巨獸
根據對在巴西南部南里奧格蘭德州發現的一個標本的分析,大約在2.25億年前,長頸恐龍的前身出現了被稱為氣囊的骨腔。最早的恐龍體型從幾厘米到最長3 米不等,而近代的巨型恐龍體型可能是一輛公共汽車的兩倍多,它們對大眾的想像力有著巨大的吸引力。
在南巴西南里奧格蘭德州的阿古多地區發現的長頸龍(Macrocollum itaquii)可以追溯到2.25 億年前,它是目前已知擁有氣囊結構的最古老恐龍。
這些骨腔在今天的鳥類中依然存在,使恐龍能夠捕獲更多的氧氣,保持身體涼爽,抵禦那個時代惡劣的環境。它們還幫助一些恐龍成為龐然大物: 例如霸王龍和腕龍。
《解剖學記錄》(Anatomical Record)雜誌上發表了一篇關於這一發現的研究文章。文章的兩位作者是聖保羅州坎皮納斯州立大學(UNICAMP)的研究人員,他們得到了FAPESP 的支持。
文章的第一作者蒂托-奧雷里亞諾(Tito Aureliano)說:”氣囊使它們的骨骼密度降低,使它們能夠長到30多米長。”這項研究是他在地球科學研究所(IG -UNICAMP)進行的博士研究的一部分。
“M. itaquii是當時最大的恐龍,體長約3米。在此之前的幾百萬年,最大的恐龍大約只有1 米長。氣囊無疑促進了體型的增長,”奧雷里亞諾補充道。
這項研究是由FAPESP 資助的”Taphonomic landscapes”項目的一個階段。岩石學是一門研究生物如何衰變並成為化石或保存在古生物記錄中的學科。
該項目的主要研究者是文章的倒數第二作者、IG-UNICAMP 教授Fresia Ricardi-Branco。
她說:”這是三疊紀時期最早在地球上行走的恐龍之一。氣囊帶來的適應性使它能夠在這一時期以及後來的侏羅紀和白堊紀生長並抵御氣候。與哺乳動物等其他類群相比,氣囊給恐龍提供了進化優勢,它們能夠更快地實現多樣化。”
在之前的一項研究中,該研究小組表明,迄今發現的最早的化石沒有氣囊,認為沒有氣囊表明這一特徵至少獨立進化了三次。
M.itaquii是一種兩足動物,也是一種蜥腳類動物,也是巨型四足動物的祖先,它的頭很小,脖子至少和軀乾一樣長。
在M. itaquii身上發現氣囊之前,這些椎骨腔被認為是由駝峰組織或駝峰組織組成的,前者指的是通過顯微層析成像觀察到的中空空間,後者指的是海綿狀骨。根據作者的說法,在這種情況下,他們發現了”內部氣室”,”既不是凸狀組織,也不是瓣狀組織,而是一種具有中間質地的新型組織”。研究人員建議將這種新結構稱為”原凸起”,因為它們”大得不足以被視為凸起,但內部也呈現出凸起陣列”。
“到目前為止,最普遍的假說是氣囊最初是凸面,後來進化成中空。奧雷里亞諾說:”根據我們在這一標本中觀察到的情況,我們的建議是,首先存在的是另一種形式的氣囊。”
發現氣囊的脊椎骨也改變了人們對這些結構進化的認識。根據之前分析的化石,其他研究小組提出氣囊首先出現在腹部,直到侏羅紀早期(1.9 億年前)才出現在頸部,這比長頸龍的生存時期晚了很長時間。然而,在這裡,作者在頸部和背部區域發現了氣囊的明顯證據,而腹部區域卻沒有氣囊結構的跡象。
“這就好像進化過程中進行了不同的實驗,最終形成了氣囊從頸部一直延伸到尾部的最終系統,這不是一個線性的過程。”奧雷里亞諾說。