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中國始喙龜

發表日期:2018-08-23來源:放大 縮小

  龜是人們熟悉的動物,但其演化歷史卻是古生物學中最大的謎題之一:它們究竟是獨立起源于無孔類(眼孔后面的頭骨上沒有其他開孔),還是與蜥蜴、鱷魚和恐龍(包括鳥類)等一起,從雙孔類(眼孔后面的頭骨上還有兩對顳孔)祖先演化而來?龜的身體結構與其他四足動物截然不同。它的軀干部分很短,并且被封閉的甲殼(背甲和腹甲)所包裹,其內部骨骼,如脊椎、肋骨、肩帶、腰帶等不僅與甲殼相愈合,而且各自本身也有一系列特化。龜類的口中沒有牙齒,而是像鳥類一樣代之以角質喙。龜類與其他四足動物,包括兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳動物之間的巨大差異,無異于纜車和各種汽車的差別。問題是,龜類這些特立獨行的骨骼結構究竟是一蹴而就還是逐步形成?具體過程又是怎樣?人們以往認為龜類的這種身體模式是在其演化歷史中“突然”產生的,此后從三疊紀末期的原腭龜(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。十年后,2018823日出版的《自然》雜志(Nature)再次報道了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所領銜的國際合作團隊在同一地區新發現的原始龜類——“中國始喙龜(Eorhynchochelys sinensis)”,這是繼半甲齒龜之后關嶺出現的又一種重要早期龜類化石。 

  中國始喙龜集多種原始特征、進步特征和過渡特征于一身,顯示了龜類演化初期的高度復雜性。這種體長超過2米的大型早期龜類軀干較短,具有加寬的肋骨,背、腹甲均未形成,首次出現了封閉的上顳孔和剛性腰帶,即臀部腹側兩恥骨和兩坐骨形成前后、左右縫合且不能活動的聯合體。中國始喙龜是最早的有喙的龜類,但其上、下頜的后部仍保留有牙齒,呈現出“牙齒退化,角質喙產生”的過渡狀態。完整的骨架化石保存于距今約2.28億年的三疊紀晚期海相黑色泥灰巖中,但其骨骼結構顯示中國始喙龜并非長期生活于海洋中,而很可能是在近岸河口地帶營水、陸兩棲生活,且有掘穴的習性。 

  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復和野外調查,最終確認這是產自半甲齒龜化石層位之下7.5米處的更加古老的龜類。在此基礎上,中科院古脊椎所、蘇格蘭國家博物館、美國菲爾德自然歷史博物館、加拿大自然博物館四國學者組成的研究團隊分析了來自世界不同地區的全部重要原始龜類化石材料,確定了新標本在龜類早期演化中承上啟下的系統位置,彌補了該類群系統發育中的重要空白。此項研究由中國科學院戰略性先導科技專項與國家自然科學基金聯合資助。 

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)頭骨和生態復原(陳瑜繪) 

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