最古老的龟 投稿:郭赸赹

中国科学家找到明确的化石证据证明,随着椎骨和肋骨的扩展,龟甲是自下而上形成的,而不是来自皮肤演化中国古生物学家发现了一个迄今为止最古老的龟类化石,它不仅把龟的历史前推了1000多万年,而且解开了一个长期困扰科学界的谜团:龟甲是怎么形成的?这块保存完好…

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  中国科学家找到明确的化石证据证明,随着椎骨和肋骨的扩展,龟甲是自下而上形成的,而不是来自皮肤演化

  
  中国古生物学家发现了一个迄今为止最古老的龟类化石,它不仅把龟的历史前推了1000多万年,而且解开了一个长期困扰科学界的谜团:龟甲是怎么形成的?
  这块保存完好的化石,是在贵州省关岭县距今2.2亿年前的晚三叠世早期地层中找到的。
  与现在已知所有的龟类不同,这个“最老”的龟长着牙齿,背部的甲壳也不完整。因此,被命名为半甲齿龟。“这就是我们一直在寻找的进化过渡物种。”主持这项研究的中国科学院古脊椎与古人类研究所副研究员李淳说。他告诉《中国新闻周刊》,此前没有人知道龟壳是如何进化的,但它不可能突然出现。
  
  不寻常的龟甲
  
  龟是一种很常见的动物,没有人觉得它们奇怪。但在李淳眼里,龟太特殊了,“它是生物进化史上最大的谜团。”他说,所有的四足动物不论是两栖类、爬行类,还是鸟类、哺乳类,尽管形态千奇百怪,但骨骼的基本模式是一致的,一根脊椎骨,前端是头、后端是尾,两侧是四肢。
  “这就好比各式各样的汽车,不管是小轿车、大卡车,还是跑车,都是一个铁皮盒子加四个轮子。唯独龟例外――它的背部是一整块骨骼。”在这位生物学家看来,龟与其他四足动物的差别“就好比缆车与汽车的差异那么大”。
  龟甲由坚硬的背甲与腹甲闭合而成。背甲是一大块最外层覆盖着角质盾片(厚度不足人的指甲)的骨骼,包括中间一行椎板和两侧若干块肋板,俗称“龟13点”。如果解剖一只龟,会发现背甲下就是内脏,椎骨和肋骨已分别插在椎板和肋板里,并与之完全结合。
  之所以龟的特殊不被世人所知晓,李淳认为是因为它“太普通了”。他说,假设龟很早就灭绝了,没有人见过。那么,现在哪怕是发现一块最普通的龟化石,如果有人提出它不是地球上的物种,这个推论也不过分,“因为它与其他动物差异太大了”。
  
  废石料中翻出“缺失的环节”
  
  很多古生物学家都认可龟的特殊性,但很少有人对此进行研究,因为原始龟的化石太少。在这之前,三叠纪时期的龟类化石仅在德国、泰国和阿根廷发现过3个属种,但它们都已经与现代龟类非常相似――上下颌没有牙齿,全身包裹着甲壳,因此无法为龟甲的起源提供线索。
  此次,发现半甲齿龟化石的贵州西南地区,近年来出土了大量的三叠纪海生爬行动物化石。三叠纪距今两亿多年,当时这一地区还属于海洋的一部分。
  
  当地百姓时常进山开采石料,也经常发现埋藏在岩石中的动物化石。据说,中国第一块三叠纪海生爬行动物化石――“胡氏贵州龙”就是中国著名地质学家胡承志1956年在老乡家房顶上找到的。
  2007年,在当地考察的李淳,也是在老乡屋前的一堆废石料中翻出了半甲齿龟化石。看到化石的第一眼,“我就知道这里面(包裹着的)是一种我不知道的生物化石”。
  但从小喜欢养龟的李淳此时并没有意识到化石是龟,此前他也没有真正研究过龟。带回北京后,在实验室专业设备射出的强光下,李淳隐隐约约看见化石里有一大片骨头。“我当时推测,只有两种可能,要么是一种新的齿龙,要么就是龟。”
  紧张的修复工作开始了。李淳至今仍清楚地记得标本第一个结构修复出来时的情景。“是左后肢最末端的一个指节,细细的、弯弯的。”这让他进一步推断“是一种龟,而且很可能是一种迄今为止最原始的龟”。 在这之前,人们认为在德国发现的原颚龟是最古老的龟,它生活在距今2.1亿年前。
  整个标本修复出来后,最古老的龟已经确认无疑了,但过渡特征却并不明显。正当李淳犹豫是否继续修复化石的另一面时(这很可能会损坏化石),一个朋友通过手机给他发来一张化石的照片,问他要不要。“有时运气来了,真是挡都挡不住啊!这块化石正是我想要的半甲齿龟的背面。”
  当半甲齿龟完整的背面结构清晰地呈现在李淳眼前时,他“脑子里一片空白”。“这不正是达尔文理论中的‘缺失的环节’吗?背甲的椎板已开始骨化,肋板尚未形成,但肋骨明显扁平加宽。一切都那么完美。”
  
  “始祖龟”揭示龟甲形成
  
  自19世纪以来,科学家们一直在争论龟的甲壳到底是怎么形成的。
  以前占主导的一种说法认为,龟甲是由皮肤中的小骨板演化而成的。按照这种理论,龟类祖先的皮肤里先出现一些小的骨板(类似鳄鱼的皮肤);这些小骨板不断扩大,融合成若干较大的骨板;同时,大骨板下沉到内骨骼上部,与脊椎和肋骨愈合形成龟甲。
  与之相对的理论则认为,龟先有腹甲,然后椎骨和肋骨长大长宽形成背甲,龟缩进背甲躲避食肉动物。
  半甲齿龟的背甲尚不完整,而腹甲已经成形。这项研究的参与者之一、加拿大自然博物馆的古生物学家吴肖春说:“现在有明确的化石证明,随着椎骨和肋骨的扩展,龟甲是自下而上形成的,而不是来自皮肤。”
  有评价说,半甲齿龟在龟类进化中的地位就如同鸟类中的始祖鸟,是目前研究物种进化过程中极度缺乏的中间环节。11月27日出版的英国《自然》杂志刊登了李淳等人对它的研究成果。
  另外,通过对半甲齿龟各部分骨骼的数据分析,李淳得出“它曾生活在水中,而且对水环境的适应程度与今天的鳖(甲鱼)大致相当”的结论。
  李淳推测,生活在水里,动物的腹部容易受到攻击,这或许也是为什么先有腹甲后有背甲的原因。美国芝加哥市菲尔德自然博物馆的奥利维尔•里佩尔也参与了半甲齿龟的研究,他说,“生活在陆地上的爬行动物腹部靠近地面,基本没有危险”。
  李淳一直认为龟类起源于水环境,而不是陆地,这也与传统观点截然相反。生活在水里的半甲齿龟,让他非常兴奋,“因为它是最古老的龟”。

中国科学家找到明确的化石证据证明,随着椎骨和肋骨的扩展,龟甲是自下而上形成的,而不是来自皮肤演化中国古生物学家发现了一个迄今为止最古老的龟类化石,它不仅把龟的历史前推了1000多万年,而且解开了一个长期困扰科学界的谜团:龟甲是怎么形成的?这块保存完好…

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