德克薩斯州發現的三疊紀鱷魚祖先揭示了鎧甲進化的秘密
研究人員發現了一個新的甲龍物種–Garzapelta muelleri,這讓人們對三疊紀時代的裝甲生物以及破解其演化史的挑戰有了更深入的了解。恐龍獲得了考古學界極為多的榮耀。但是,在恐龍之前,甲龍–一種現代鱷魚的重裝甲表親統治了世界。這些三疊紀的”坦克”有各種形狀和大小,大約在2 億年前滅絕。如今,除了南極洲和澳大利亞,它們的化石遍布各大洲。
科學家利用構成甲龍鎧甲的骨板來辨識不同的物種,但通常沒有太多化石骨骼可以利用。但是,德州大學奧斯汀分校的研究人員領導的一項新研究卻以一套甲龍盔甲為中心,這套盔甲的大部分主要部分都保存完好。
這套被稱為”軀殼”的外衣約有70%完整,覆蓋了身體的每個主要區域。
藝術家對新發現的甲龍Garzapelta muelleri(右側地面中間有尖刺的爬行動物)以及其他史前爬行動物、兩棲動物和哺乳動物近親的詮釋。這幅作品出現在專門介紹三疊紀動物的《解剖記錄》特刊封面上。圖片來源:Marcio L. Castro。
領導這項研究的UT傑克遜地球科學學院博士生威廉-雷耶斯說:”我們擁有從頸後和肩部一直到尾尖的元素。通常,你能找到的材料非常有限。”
這項研究發表在《解剖學紀錄》。
雷耶斯和他的合作者利用這套鎧甲鑑定出這一標本是一種新的甲龍物種–他們將其命名為”Garzapelta muelleri”。”Garza”這個部分指的是這隻甲龍的發現地–得克薩斯州西北部的Garza縣,而”Pelta”在拉丁語中是盾牌的意思,是對甲龍重型強化身體的一種肯定。物種名稱”muelleri”是為了紀念最初發現它的古生物學家比爾-穆勒(Bill Mueller)。
傑克遜地球科學學院的博士生威廉-雷耶斯(William Reyes)正在檢視新墨西哥自然歷史科學博物館展出的一具甲龍標本。在新墨西哥州自然歷史與科學博物館展出。圖片來源:威廉-雷耶斯
Garzapelta 生活在距今約2.15億年前,與現代美洲鱷相似,但盔甲更多。覆蓋在Garzapelta和其他甲龍身上的骨板直接嵌入皮膚,像馬賽克一樣拼接在一起,形成了一套盔甲。除了身體上覆蓋著骨板外,Garzapelta 的兩側還長有彎曲的尖刺,這些尖刺可以為鱷魚提供另一層保護,使其免受捕食者的傷害。雖然今天的鱷魚是肉食動物,但科學家認為甲龍主要是雜食動物。
Garzapelta muelleri軀幹部位的骨質裝甲板,稱為骨皮。上圖是從上方看到的骨皮。下圖是從側面看到的骨皮。比例尺為5 公分。圖片來源:William Reyes
Garzapelta身上的尖刺與另一個甲龍物種身上的尖刺非常相似,但令人驚訝的是,研究人員發現這兩個物種只有很遠的親緣關係。他們發現,這種相似性是趨同演化的一個例子,即不同物種中相似特徵的獨立演化。昆蟲、鳥類、哺乳動物和現已滅絕的翼龍的飛行發展就是這種現象的典型例子。
據雷耶斯稱,Garzapelta 的骨板上的一系列獨特特徵清楚地表明它是一個新物種。這些特徵包括骨板的結合方式以及骨骼上獨特的凸起和脊。然而,要弄清楚Garzapelta在更大的甲龍家族樹中的位置是一個更大的挑戰。根據研究人員在分析中強調的盔甲的哪一部分,Garzapelta 最終會被置於非常不同的位置,它背上的盔甲類似於一個物種的盔甲,而中間的尖刺則類似於另一個物種的盔甲。
一旦研究人員確定棘龍是獨立進化的,他們就能找出Garzapelta在其他甲龍物種中最適合的位置。不過,雷耶斯說,這項研究顯示了趨同演化是如何使事情變得複雜的。
雷耶斯說:「我們以前就注意到遠親有尾龍的骨膜趨同現象,但Garzapelta muelleri的甲殼是最好的例子,它說明了這種現象可能發生的程度,以及它給我們的系統發育分析帶來的問題。”
根據德州理工大學脊椎動物館藏的甲殼化石殘骸,從上往下看,甲龍Garzapelta muelleri 的假想重建圖。圖中展示了重建後的甲殼橫截面,以及甲殼上的鍍層和尖刺。資料來源:傑弗瑞-馬茨
Garzapelta是德州理工大學化石收藏的一部分。在過去的30 年中,它大部分時間都被束之高閣,直到雷耶斯在一次訪問中遇到了它。石化森林國家公園古生物學家、甲龍專家比爾-帕克(Bill Parker)並沒有參與這項研究,他說,大學和博物館的收藏是這類研究得以進行的關鍵部分。
“這些標本並不是昨天才在野外挖到的,”他說。”它們已經在博物館裡放了幾十年了,只是需要像威爾這樣的人來最終決定研究它們,讓它們栩栩如生。”
除了不同物種有不同的盔甲外,動物的年齡或性別也可能影響盔甲的外觀。雷耶斯目前正在透過研究傑克遜學校收藏的甲龍化石來探索這些問題,這些化石大多是在20 世紀40 年代由工程進度管理局進行發掘時發現的。
編譯自: ScitechDaily