这些古老的海洋爬行动物长得非常大,速度也非常快

这些古老的海洋爬行动物长得非常大,速度也非常快

大约 2.46 亿年前,一种长度与座头鲸相当的海洋爬行动物在现在的内华达州的海域巡游。

科学家最近分析了从奥古斯塔山脉发现的部分骨骼,他们表示,这种鱼龙之所以引人注目,不仅仅是因为它体型巨大。值得注意的是,这种新物种的出现时间比化石记录中出现的第一批鱼龙(体型与狗差不多)晚了几百万年。根据 12 月 24 日《科学》杂志报道的研究,这意味着这些游泳健将的体型增长速度比鲸鱼快得多。

“这块化石与我们在内华达州发现的[其他]动物群相结合,真实地证明了生命的韧性,以及如果环境条件合适并且机会存在,进化可以进行得有多快,”研究合著者、克莱蒙特麦肯纳学院、斯克里普斯学院和匹泽学院 WM 凯克科学系的古生物学家 Lars Schmitz 说。“即使在整个世界陷入混乱的大规模灭绝事件之后,生命也可以非常非常快地多样化。”

鱼龙最早出现于 2.49 亿年前,并在随后的 1.5 亿年中在世界海洋中捕食,直至灭绝。施密茨说,它们的流线型身体、鳍状肢和大眼睛使它们看起来有点像海豚。事实上,鱼龙与鲸类动物(鲸鱼、海豚和鼠海豚)有一些相似之处。这两类动物都是从陆生动物进化而来,后来又回到了海洋,它们的身体结构相似,包括强大的尾巴,可以在水中推动自己,在某些情况下,它们会长到巨大的体型。

施密茨和他的同事分析的鱼龙化石包括一个超过 6 英尺长的头骨,以及右臂、脊柱和肩膀的部分。他们把这个新物种命名为Cymbospondyus youngorum ,它有一个长长的鼻子,长满了尖尖的牙齿,身体很细长。

根据其头骨的大小,研究人员估计C. youngorum 的长度约为 58 英尺,体重略低于 50 吨。“这只鱼龙比所有生活在更早和同一时期的其他鱼龙都要大得多,所以它基本上是海洋中的第一个巨兽,”施密茨说。

Cymbospondylus youngorum 的头骨,由研究员 Lars Schmitz 提供比例。Martin Sander

他补充说,在C. youngorum标本附近还发现了其他几只体长约 33 英尺的大型鱼龙的遗骸。体型增大可能有几个好处;在海洋中,体型较大的动物往往是高效的猎手,可以免受其他捕食者的伤害,并且可以更容易地调节体温。

研究人员将C. youngorum与不同年龄和解剖特征的其他鱼龙进行了比较,并确定了该群体进化史早期的两次快速生长“脉动”。“这确实帮助我们理解了鱼龙体型进化得非常快,”施密茨说。

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随后,他和团队对比了鱼龙和鲸鱼的进化谱系。他们计算得出,鱼龙在 1.5 亿年进化史的前 300 万年内就已体型庞大,而鲸鱼在 5600 万年的进化史中,花了 4500 万到 5000 万年才达到大致相似的体型。

“就这么早就达到如此大小而言,鱼龙毫无疑问是赢家,”英国布里斯托大学的古生物学家本杰明·穆恩 (Benjamin Moon) 说,他也研究过鱼龙的进化。

C. youngorum及其邻居之所以如此引人注目,是因为它们是在大规模灭绝事件发生后不久出现的——这场大规模灭绝事件在大约 2.52 亿年前导致 81% 的海洋物种灭绝。如今海洋食物链所需的许多浮游植物和藻类当时尚未进化,这引发了一个问题:生态系统如何养活如此大型的捕食者。

为了找到答案,研究人员调查了C. youngorum三叠纪生态系统中已知的大量化石,包括较小的鱼龙、鱼类和类似鱿鱼的菊石。该团队使用计算机模型来研究是否有足够的能量来维持C. youngorum 的生存,假设这些化石加起来构成了古代食物链的代表性图景。

施密茨说,研究人员发现化石记录中保存的生态系统“稳定且运转良好”,足以养活大量强壮的海洋爬行动物,这有点令人惊讶。一个线索可能在于该地区没有太多的鱼类化石。施密茨说:“我们正在切断食物链中的几个步骤,因此能量可以更直接地转移到顶层。”

他表示,研究人员的下一步研究将是探索其他已灭绝和现存但已回归水中的动物群体,包括蛇颈龙和海龟,其体型是否随着时间的推移发生了类似的变化。

“他们试图重建这个生态系统,这真是太棒了,”穆恩说。“从这个角度来看,这很有趣,因为那里有足够的食物来支持这些动物长大并保持多样性。”

他们表示,未来需要探索的另一个问题是温度等其他变量在多大程度上影响了鱼龙的快速生长。

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