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中國始喙龜

發表日期:2018-08-23來源:放大 縮小

  龟是人们熟悉的动物,但其演化历史却是古生物学中最大的谜题之一:它们究竟是独立起源于无孔类(眼孔后面的头骨上没有其他开孔),还是与蜥蜴、鳄鱼和恐龍(包括鸟类)等一起,从双孔类(眼孔后面的头骨上还有两对颞孔)祖先演化而来?龟的身体结构与其他四足动物截然不同。它的躯干部分很短,并且被封闭的甲壳(背甲和腹甲)所包裹,其内部骨骼,如脊椎、肋骨、肩带、腰带等不仅与甲壳相愈合,而且各自本身也有一系列特化。龟类的口中没有牙齿,而是像鸟类一样代之以角质喙。龟类与其他四足动物,包括两栖类、爬行类、鸟类和哺乳动物之间的巨大差异,无异于缆车和各种汽车的差别。问题是,龟类这些特立独行的骨骼结构究竟是一蹴而就还是逐步形成?具体过程又是怎样?人们以往认为龟类的这种身体模式是在其演化历史中“突然”产生的,此后从三叠纪末期的原腭龟(Proganochelys quenstedti)至今,在超過2億年的時間內基本沒有變化。龜類演化的早期階段至關重要,但是長期以來化石代表稀少,尤其缺乏甲殼形成和牙齒消失的化石證據。發育生物學、分子生物學和古生物學工作者紛紛致力于龜類起源和早期演化的研究,但是成果有限,只能各說各話。直到2008年,我國學者在貴州省關嶺地區發現了半甲齒龜(Odontochelys semitestacea),即一個具有牙齒和只有腹甲的龜,古生物學界才開始對龜類的早期演化有了實質性了解。十年後,2018823日出版的《自然》雜志(Nature)再次报道了中國科學院古脊椎动物与古人类研究所领衔的国际合作团队在同一地区新发现的原始龟类——“中國始喙龜(Eorhynchochelys sinensis)”,這是繼半甲齒龜之後關嶺出現的又一種重要早期龜類化石。 

  中國始喙龜集多种原始特征、进步特征和过渡特征于一身,显示了龟类演化初期的高度复杂性。这种体长超过2米的大型早期龟类躯干较短,具有加宽的肋骨,背、腹甲均未形成,首次出现了封闭的上颞孔和刚性腰带,即臀部腹侧两耻骨和两坐骨形成前后、左右缝合且不能活动的联合体。中國始喙龜是最早的有喙的龟类,但其上、下颌的后部仍保留有牙齿,呈现出“牙齿退化,角质喙产生”的过渡状态。完整的骨架化石保存于距今约2.28亿年的三叠纪晚期海相黑色泥灰岩中,但其骨骼结构显示中國始喙龜并非长期生活于海洋中,而很可能是在近岸河口地带营水、陆两栖生活,且有掘穴的习性。 

  這一發現始于2015年,中科院古脊椎所李淳研究員在三亞海洋古生物博物館(籌建中)藏品中注意到一件疑似原始龜類的化石,隨即帶領課題組進行了長達一年的化石修複和野外調查,最終確認這是産自半甲齒龜化石層位之下7.5米处的更加古老的龟类。在此基础上,中科院古脊椎所、苏格兰国家博物馆、美国菲尔德自然历史博物馆、加拿大自然博物馆四国学者组成的研究团队分析了来自世界不同地区的全部重要原始龟类化石材料,确定了新标本在龟类早期演化中承上启下的系统位置,弥补了该类群系统发育中的重要空白。此项研究由中國科學院战略性先导科技专项与国家自然科学基金联合资助。 

原文鏈接

 

  中國始喙龜(Eorhynchochelys sinensis Li et al, 2018)及其系統位置(局部) 

  中國始喙龜(E.sinensis)頭骨和生態複原(陳瑜繪) 

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