曾经的海洋霸主-鱼龙,迅速爆发又迅速衰落,最终灭亡
鱼龙在其演化的早期迅速演化出多种形式和大小,但在三叠纪末期出现瓶颈之后,显示出慢得多的演化速度和更少的品种。图片:本·穆恩博士和汤姆·斯塔布斯博士
布里斯托大学地球科学学院的科学家进行的一项新研究表明,一组著名的已灭绝海洋爬行动物的多样性和进化过程在进化的早期就爆发了,但长期未能适应可能导致他们的灭绝。
鱼龙是像鱼一样的爬行动物,大约在2.5亿年前就出现了,并且迅速地发展成为高能力的游泳者,在中生代早期的海洋中充满了各种各样大小和形态的鱼龙。然而,这种快速的步伐并没有持续多久,在2亿年前进化遇到了瓶颈,只有一个鱼龙的血统活了下来,导致之后在鱼龙漫长历史中的缓慢演化。
负责这项研究的本·穆恩博士(Dr. Ben Moon)发表在《通讯生物学》杂志上的文章说:“鱼龙是一种令人着迷的动物,因为它们迅速进化出了许多适应水的特征:鱼状身体和尾巴、鳍,胎生而不是卵生,还有许多不同的喂养方式。
“因此,我们预计在鱼龙首次出现后的早期会出现快速发展,但是我们对这种早期爆发的规模和相对短的时间感到震惊。”
在中生代时期,2.5亿年前到9000万年前出现的鱼龙超过100种,当时臭名昭著的恐龙正统治着陆地,海洋中充斥着海洋爬行动物,就像海豚、逆戟鲸和鲨在现代海洋中那样。
来自德国的侏罗纪早期Suevoleviathan鱼龙的非常完整的标本。从这一时期开始,许多保存完好的鱼龙化石就为人所知。来自莱姆里吉斯(Lyme Regis)的玛丽·安宁(Mary Anning)与化石的收集有着密切的联系,并于1810年发现了第一批被认可的鱼龙化石。图片:本·穆恩博士和汤姆·斯塔布斯博士
该研究使用了最新的计算方法,研究了两种类型的数据,一种涵盖颅骨大小,另一种涵盖鱼龙骨架的许多特征。所有的方法都表明鱼龙的进化是“早期爆发”型的,在该类出现后很快就发生了迅速的变化,后来变化又迅速消失了。
合著者汤姆·斯图布斯博士说:“鱼龙确实在三叠纪早期占主导地位(2.52-2.01亿年前),在地球上有史以来最大规模的灭绝后不久,在几乎没有捕食者的海洋中迅速发展。但是,海洋很快变得更加拥挤和更具竞争力,鱼龙在侏罗纪(201–1.45亿年前)中失去了其地位,移居到其他海洋爬行动物(如蛇颈龙和上龙类)之后。
“很可能是鱼龙的进化速度下降,这使得它们的适应能力降低,因此多样性和竞争性降低,从而使其他海洋爬行动物成为最主要的捕食者。”
尽管进化速度较慢并且在三叠纪末期经历了瓶颈,鱼龙仍然是一个常见群体,但它们之间的变异较小。这些也许是为什么最著名的鱼龙的化石在许多不同的地方都有发现的原因。
来自德国侏罗纪的巨大的泰曼鱼龙(ichthyosaur temnodontosaurus)。该标本长约7 m,其他鱼龙甚至长至21 m。图片:本·穆恩博士和汤姆·斯塔布斯博士
本·穆恩博士补充说:“即使鱼龙在过去的1亿年中进化速度较慢,但仍比许多物种做得好,但它们之间的差异较小。
“也许我们会发现更多的鱼龙使得这种趋势不存在,但是似乎这种多样性的缺乏最终导致了它们的灭绝,这是因为大约9000万年前全球条件变得对它们不太有利。鱼龙根本无法适应。 ”
最后的鱼龙,见证中生代海洋家族的落幕
关键词:鱼龙 白垩纪 古生物 海生爬行动物 恐龙时代 化石
鱼龙是中生代最著名的海爬家族,它们因为拥有像鱼类一样的流线外形而得名。尽管曾经在大洋中逐浪,但是鱼龙并没有坚持到中生代结束,它们在晚白垩世初期就已经销声匿迹,那么谁才是最后的鱼龙呢?
萨拉托夫州位于俄罗斯的西南部,与哈萨克斯坦接壤,伏尔加河从这里流过。从地理位置上看,萨拉托夫州位于欧洲的内陆,但是却发现了许多远古海洋生物的化石。上个世纪末,古生物学家佩尔武索夫(Evgeniy Pervushov)在萨拉托夫州地区发现了一具化石(编号 SSU 104a/24),化石属于鱼龙类的不完整头骨。
图注:萨拉托夫州的位置,图片来自网络
图注:在萨拉托夫州发现的化石,图片来自网络
1998年,古生物学家在经过研究之后将发现于萨拉托夫州的鱼龙命名为佩氏鱼龙(Pervushovisaurus),也可以翻译为佩尔武索夫鱼龙,其属名来自“Pervushov”和“saurus”,意思是“佩尔武索夫的蜥蜴”,名字正是为了献给化石的发现者佩尔武索夫。
图注:还不容易找到一张不清晰的佩尔武索夫的照片,图片来自网络
根据发现化石地层判断,佩氏鱼龙生活在距今9970万年前至9430万年前,生存年代恰好位于晚白垩世的最早期,它的发现也打破了鱼龙类没有延续到晚白垩世(白垩纪晚期)的论断。
大家一定非常好奇,作为最后的鱼龙,佩氏鱼龙有什么独特之处?答案是更加高度的适应海洋生活。佩氏鱼龙体长约5.5米,体重约2吨,它的脑袋很大,其中大部分是尖长的口鼻部,在细长的嘴中长着两排锋利的牙齿,暴露了其掠食者的本性。在佩氏鱼龙的嘴巴基部两侧长有一对鼻孔,它们正是通过鼻孔呼吸空气,别忘了佩氏鱼龙是靠肺部呼吸的爬行动物。在鼻孔之后,则是一对圆溜溜的大眼睛,表明佩氏鱼龙有极佳的视力,能够在光线不足的环境中靠视觉寻找猎物。
图注:佩氏鱼龙的复原图,图片来自网络
佩氏鱼龙的身体流线,并不像三叠纪和侏罗纪的鱼龙那样肥胖,这样可以有效减少身体游动时遇到的阻力。与其他鱼龙一样,佩氏鱼龙背上长着三角形的背鳍,身体两侧一前一后长着两对鳍状肢,身后是新月形的大尾巴。佩氏鱼龙的身体结构显示其具有很强的游泳能力,就像今天的海豚一样。
从分类上看,佩氏鱼龙属于大眼鱼龙科下的扁鳍鱼龙亚科(Platypterygiinae)。除了在俄罗斯的发现,古生物学家还在英国剑桥发现了佩氏鱼龙的化石,其属于佩氏鱼龙属下的第二个种:P. campylodon。至少从化石上看,佩氏鱼龙主要分布在晚白垩世早期欧洲海域,当时正在形成的大西洋深入欧洲,让这里成为海洋生物的乐园。
图注:在英国发现的佩氏鱼龙化石,图片来自网络
作为最后的鱼龙类,佩氏鱼龙并没有表现出颓势,从大量保存的牙齿化石看,其牙齿呈圆锥形,顶部尖锐,适合穿刺,是捕鱼的利器。刺穿型的牙齿,加上高速的身体,无不代表着佩氏鱼龙能够高速穿行于大洋之中,捕食鱼类,就像今天的剑鱼那样。
图注:佩氏鱼龙的牙齿化石,图片来自网络
图注:游弋于海洋之中的佩氏鱼龙,图片来自网络
图注:关于鱼龙牙齿与食性的分析,图片来自网络
作为几乎完美的速度型猎手,在佩氏鱼龙之后却没有再发现鱼龙的踪迹,它也因此成为最后的鱼龙。鱼龙的灭绝一直是个迷,2016年,一篇名为《鱼形海洋爬行类灭绝及演化率衰退和全球环境剧变》在《自然·通讯》上发表,研究人员认为鱼龙类的灭绝是因为白垩纪时期不断上升的气温和海平面间接造成的,因为气候和环境的变化影响了鱼龙的食物来源、繁殖地、迁徙路线等等,再加上鲨鱼等竞争,最终让鱼龙灭绝了。
不得不承认,鱼龙家族已经演化出适应海洋最完美的身体结构,但是这个伟大的海生爬行动物家族却在白垩纪大灭绝前2700万年消失在茫茫大海之中,给我们留下了无限的遗憾。
图注:游弋于大海之中的扁掌鱼龙,图片来自网络
参考资料:
1.Arkhangel’sky, M. S., 1998, On the Ichthyosaurian Genus Platypterygius: Palaeontological Journal, v. 32, n. 6, p. 611-615.
2.Fischer, Valentin; Arkhangelsky, Maxim S.; Naish, Darren; Stenshin, Ilya M.; Uspensky, Gleb N.; Godefroit, Pascal (2014). "Simbirskiasaurus and Pervushovisaurus reassessed: implications for the taxonomy and cranial osteology of Cretaceous platypterygiine ichthyosaurs". Zoological Journal of the Linnean Society. 171 (4): 822–841. doi:10.1111/zoj.12158.
3.Storrs, G. W., M. S. Arkhangel"skii and V. M. Efimov. 2000. Mesozoic marine reptiles of Russia and other former Soviet republics. pages 187-210 In Benton, M. J., M. A. Shiskin, D. M. Unwin and E. N. Kurochkin, (eds.), The Age of Dinosaurs in Russia and Mongolia, Cambridge University Press, Cambridge.
图片 / 网络(侵删)
文字 / 古生物探索(江泓)
排版 / 古生物探索
鱼龙变化 | 飞黄腾达
鱼龙变化,出自宋·刘克庄《水龙吟》词:“任蛙蟆胜负,鱼龙变化,侬方在、华胥国。”指鱼变化为龙,比喻世事或人的根本性变化。
陈雪飞作品《鱼化龙》
又有诗云:“黄河三尺鲤,本在孟津居,点额不成龙,归来伴凡。”鱼化为龙,也是“鲤鱼跃龙门”的吉祥传说,是汉族传统寓意纹样。
陈雪飞作品《鱼化龙》
关于鱼龙转换的说话,很多史书中可以寻找到踪迹。《说苑》中就有“昔日白龙下清冷之渊化为鱼”的记载。清李元在《蠕范·物体》中说:“鲤鱼中有黄者,逢春季逆流而上跃龙门,天火烧其尾,则化为龙。”
李明作品《鱼化龙》
在民俗中,也有鱼化龙的说法。《孔子家语》记载:孔子喜得贵子,鲁昭公以鲤鱼作赏赐,孔子因此为儿子取名鲤,字伯鱼。
李明作品《鱼化龙》
《辛氏三秦记》中有:“河津一名龙门,禹凿山开门,阔一里余,黄河自中流下,而岸不通车马。每莫春之际,有黄鲤鱼逆流而上,得过者便化为龙。”民间认为鲤鱼跳过龙门便可成龙,所以在古代,人们就一直用“鱼化龙”来比喻幸运和高升。
《鱼化龙》
《封氏闻见记》卷二中有:“故当代以进士登科为登龙门。”李白在《与韩荆州书》一诗中说:“一登龙门,便声价百倍。”鱼龙变化,鱼中有龙,龙中有鱼,飞黄腾达。
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