search
尋找貓咪~QQ 地點 桃園市桃園區 Taoyuan , Taoyuan

鎚子頭+梳子嘴,難道三疊紀有海底吸塵器?

(作者:王維)一千個讀者眼中就有一千個哈姆雷特,一千種生存環境中就有一千種生物形態。原本陸生的爬行動物,亦可重返海洋,塑造出適應水下生活的肢體;原本殘暴的肉食性大爬蟲,還能愛上海藻的美味,帶著溫和的脾氣。

Atopodentatus unicus,獨特須齒龍(也稱「奇異濾齒龍」),無論從模樣還是進食方式,都活像一部吸塵器。「Atopodentatus」指的是「奇怪的牙齒」,「unicus」是「獨特」的意思。命名者們重複用了兩個相近的形容詞,來突顯和感嘆這種三疊紀海洋爬行動物的與眾不同。

讓我們從滇東高原的油菜花海開始,遇見獨特須齒龍,看看它的發現經過之離奇,取食裝備之離奇,與自然選擇之離奇……

高原藏海怪

獨特須齒龍發現於雲南羅平。

雲南省羅平縣,位於滇黔桂三省交界處,分佈著典型的喀斯特峰林。年年初春,油菜花開,吸引著四方遊客,慕景而來。鳥瞰早春的羅平,蒼翠的小山包掩映在花海,伴著晨霧氤氳,宛如錯落的島嶼——約2.45億年前的中三疊世時期,此處恰恰是淺海一灣,如今那組成山體的石灰岩,層層疊疊,正是淺海沉積的產物。三疊紀時期的海陸格局,與今天的情況相差甚遠。當時所有大陸連成一片,形成一個巨大的C形聯合古陸(Pangea),環抱著特提斯洋(Tethys Ocean),而南便位於字母C的起筆之處。

中生代這個詞,總會讓人腦海中浮現出一群巨大的恐龍踱步而過的情景。三疊紀是中生代的開端,然而最早的恐龍僅發現於三疊紀的晚期,並且恐龍的統治區域僅限於陸地。三疊紀中期,恐龍出現以前,在廣袤的海洋里,早已是生機勃勃,獨特須齒龍便是此時的一員。羅平的淺海中,熱鬧非凡:無脊椎動物隱藏在海底,比如鱟類,他們時至今日,外形也和數億年前沒太大差別;成群結隊的龍魚(Saurichthys)探著細長的吻部,來回穿梭,龍魚數量眾多,是這裡的優勢物種;弓背魚(Kyphosichthys)和羅雄魚(Luoxiongichthys)立著高聳的背部,悠然經過。動蕩的淺海,也不乏掠食性的爬行動物,例如敏捷的混魚龍(Mixosaurus),遲緩的龍龜(Sinosaurosphargis),以及若干種蜥蜴模樣的腫肋龍類(Pachypleurosaurs)。

羅平動物群。繪製:Brian Choo

無脊椎動物和魚類,給這些海生爬行動物提供了豐富的食物來源,可是捕食者之間的競爭依然激烈。想要在生存競爭中免於被淘汰,就得具備一些獨特的裝備,所以不難想象,此時的海生爬行動物都各顯神通,外表怪異。而我們的主角,獨特須齒龍,長得實在是有些出乎意料,可謂是海怪中的海怪。

兔唇變鴨嘴

2014年初,第一件獨特須齒龍的化石標本問世,這是一具極其完整的骨架,保存了從頭到尾(甚至是到最後一節尾椎)的各個部分。這隻怪物體長將近3米,首尾兩端上揚,稍稍側身,躺在青灰和淺棕暈染的石灰岩板上,與其他在羅平發現的海生爬行動物化石一樣,黝黑的骨骼,與圍岩形成鮮明的對比。四肢與軀幹的關聯不如陸生動物的那樣緊密(同樣的關節方式可以在現代的海鬣蜥身上觀察到),再加上鬆散的腕部骨骼、略微變扁的指節骨,這些特徵顯示出它難以用四肢支撐身體,而更利於用來划水,由此可見,它至少應該是半水生的動物。適應水生生活的體形並沒有什麼特別,畢竟羅平生物群的諸多海生爬行動物,多多少少都是如此。

須齒龍(Atopodentatus unlcus)標本。圖片來源:W.Gao,中科院古脊椎所

最讓研究者詫異的,是這隻海怪奇特的頭骨。它有一個高高的方腦袋,長度只有12厘米,還不到身體總長度的二十分之一,比例相當失常,看來這種動物要花大量的時間來進食,才能滿足「碩大」身體的胃口。美中不足的是,這一件化石標本的頭骨嚴重變型,通過眼眶和外鼻孔的位置,方可判斷出它是被側向壓扁的,經過對石板正反兩面的精心修理,才漸漸識別了它那張怪異的嘴。在上頜的前端,一塊前頜骨保留在原位,而另一塊則被水流衝散了,落在一旁。研究者們根據變形的頭骨,推測這兩塊前頜骨沒有拼合在一起,而是在之間形成了一條自上而下的縫隙,也就是說,在相當於我們「人中」的位置留下了一個縱裂,彷彿這隻海怪長了一個「兔唇」。除了嘴形另類,它的牙齒也讓人瞠目結舌:每顆牙齒呈釘狀,密密麻麻的排列著,僅僅在右側可以分辨出的上牙有170顆,下牙有190顆,左右對稱,就意味著牙齒數量再翻一倍,加上沒有保存下來的牙,這隻海怪的嘴裡,居然長了720多顆牙!獨特的「兔唇」,奇特的牙齒,Atopodentatus unicus(獨特須齒龍)這個名字果然名副其實。2014年此化石一經報道,立即吸引了大家的眼球,這種只在科幻小說里才出現的奇異形象,更是受到古生物迷們的追捧,於是各種復原圖在網路上紛紛湧現。說來也蹊蹺,這一件近乎完美的化石,只是頭部有些變形和破碎,可偏偏就因為是這個不完美的頭骨,為這段冤案埋下了伏筆。

長著「兔唇」的獨特須齒龍舊形象。繪製:Julius Csotonyi

不能責怪古生物學家不嚴謹,只能說化石保存信息太局限。2016年5月,我們發現了兩件新的獨特須齒龍頭骨標本,通過技術人員長時間的精心修理,它們神秘的「面砂」終於被揭開了(修理之前掩蓋在細細的砂石之中)。適應水中生活的體格,依舊;和身體不成比例的小腦袋,依舊;密密麻麻的數百顆牙,依舊。可是「兔唇」不見了,換成了兩側加寬,整體扁平的「鴨嘴」!這兩件頭骨幾乎沒有變形,其中一件正好保存了背面,另一件恰好是腹側,它們彷彿是為這個冤案憤憤不平,一正一反,特意出現在我們面前,讓大家看個明白。長「鴨嘴」的海怪在時隔兩年之後,終於被還原了「真實的容顏」。

獨特須齒龍(Atopodentatus unicus)化石及復原圖。供圖:李淳梳齒有妙用

無論是獨特須齒龍的舊形象,還是新面孔,都滿足了很多人的獵奇心理,但還遠遠沒有滿足研究者的求知慾,自從在第一件標本上觀察到了數量驚人的牙齒,研究者們就在不斷思索:獨特須齒龍會有怎樣特別的取食習性?

值得注意的是,獨特須齒龍的牙齒不僅數量眾多,而且高度特化。從魚龍類到蛇頸龍類,大多數海生爬行動物的牙齒都形如椎尖,與鱷魚的牙齒類似,牢固而鋒利,利於捕捉軟體動物(例如菊石和烏賊)和魚類。而獨特須齒龍的牙齒顯得十分細長,單枚齒高10毫米,可是寬卻不足1毫米,這些纖細的釘狀牙,顯然不適合用於撕咬。一根根細齒緊挨著排列在上下頜,如果把頭骨其他部分去除,簡直就像是在三疊系的地層里埋著兩把梳子。盯著這「梳狀齒列」,研究者的腦海中立即閃現出了最可能的答案——獨特須齒龍很可能是一種濾食性動物。

口中的梳狀結構,是濾食性動物們獨一無二的標誌。鬚鯨類(例如藍鯨和座頭鯨)是大家最熟悉的濾食性動物,它們的牙齒退化,取而代之的是角質鯨鬚。它們捕食的時候,只要大嘴一張,其下頜到腹部之間的皮褶就形成了一隻巨大的口袋,吞進大量海水,再游到海面,收緊「口袋」,將海水通過鯨鬚向兩側排出,這樣就把海水中的小型甲殼動物困在了口中,繼而美餐一頓。火烈鳥也演化出了高明的過濾工具——鳥喙的邊緣形成了梳狀的纖毛,舌頭的作用相當於控制水流出入的活塞。而且火烈鳥的喙還強烈的向下彎折,進食的時候,脖子向下探,頭部上下顛倒,來回涮動,倒置的喙恰好形成了一把大勺,將水中的無脊椎動物和藻類一勺打盡。也難怪當第一件變形的獨特須齒龍頭骨被發現時,研究者會把它復原成一隻「爬行動物版的火烈鳥」。還有梳頜翼龍類(Ctenochasmatoidea)的一些成員,也和獨特須齒龍一樣,用細長的牙齒作為過濾食物的屏障,其中最有代表性的是南方翼龍(Ptero daustro)。南方翼龍的牙齒數量更甚,據估計能達到了上千枚,並且吻部上揚,形成一道大大的弧形,這和反嘴鷸上翹的鳥喙異曲同工。

南方翼龍(Ptero[u3] daustro)。圖片來源:維基百科

三疊紀是個海怪橫行的時代,海生爬行動物的興旺發達,與地球形成以來規模最大的一次滅絕事件有關。這場災難發生在二疊紀末期,伴隨著隕石撞擊和大規模火山爆發等一系列可能的原因,96%的海洋生物在相對較短的時間內,從地球上迅速消失了。遭此重創之後,海洋中空缺出了廣闊的生存空間,為爬行動物開拓海域,並演化出各式各樣的形態,奠定了基礎。所以在接下來的三疊紀中,海生爬行動物的多樣性高得空前絕後。可是,適合生物生存的海域畢竟有限,這些海域之中的食物資源畢竟有限,對於食量不小的爬行動物而言,想要在三疊紀的海洋中生存下去,並不是一件容易的事。魚群和烏賊被幻龍類和魚龍類搶奪著;楯齒龍口中,那核桃鉗一般的扁平牙齒,專門對付貝類和甲殼類的硬殼;小型腫肋龍類大量繁殖,廣泛分佈,把小魚小蝦一掃而光:所以看似充足的海鮮大餐,已經被各個類群瓜分得所剩不多了。

幻龍(Nothosaurus)模型,可以看到典型海生爬行動物的牙齒。製作: Remie Bakker,拍攝:J.J.Wildschut

吃葷不成,吃素總還是沒那麼難,根據牙齒結構,研究者們推測,獨特須齒龍很可能是世界上第一種嘗試素食的海生爬行動物。戴上潛水面罩,含穩呼吸管,在兩億多年前的羅平海灣里浮潛,運氣好的話,你會遇到獨特須齒龍緩緩游過,前肢用力抱握著長滿海藻的礁石,用那釘耙一樣的扁嘴刮下海藻,吸食到口中,再閉攏嘴把水排出,吞下過濾到的食物。有趣的是,在如今的加拉帕戈斯群島上,海鬣蜥們照搬了古代遠親的食譜,也在南美洲的溫暖海水裡,盡情享受「藻餐」。

如此看來,獨特須齒龍的鴨子嘴和梳子齒,正是濾食海藻的得力工具。動物形態是靈活多變的,哪怕環境再艱難,它們都能在自然選擇的「神通」下,摸索到活下來的出路,在競爭激烈的三疊紀海洋里尤為如此。所以雲貴高原上的石灰岩岩層中蘊藏著無限的可能,海怪出沒,見怪不怪。

鎚子不孤單

獨特須齒龍,這隻海底吸塵器一般的爬行動物,搖頭擺尾,來回清理著海底的藻席。寬扁的大嘴和方正的頭部,給它帶來了一個昵稱——「鎚子頭」。鎚子頭的造型在動物世界里確實另類,但是並不是僅此一例。

「鎚子頭」。繪製:陳瑜,中科院古脊椎所

長著寬扁頭型的動物中,人們最熟知的要數被稱作「鎚頭鯊」的雙髻鯊了。無論是中文名的「雙髻」或是英文名的「hammerhead」,都形象的表現了這種生物的特徵:頭部變寬,誇張地向左右兩側延長,眼睛位於鎚頭的兩端,鼻孔也有一定程度的橫向拉長。在法國古生物學家塞巴斯蒂安·施泰爾(Sebastien Steyer) 的《恐龍之前的地球》(Earth Before The Dinosaurs)一書中,講述了大量關於原始爬蟲的故事,其中也提及一些古怪的鎚頭爬蟲,比如二疊紀的笠頭螈(Diplocaulus)和擴頭蜥(Gerrothorax)這兩種兩棲動物,或者說它們的腦袋長得更像飛去來器,眼睛位於頭頂中前部,而不是「飛去來器」兩端。無論是雙髻鯊,還是原始的扁頭兩棲類,它們會在水中生活,寬扁的頭型能減小水流的阻力,更重要的是在頭部有感覺器官(例如電感受器),鎚子狀的頭型擴大了這些感受器的分佈範圍,使其能更敏銳的察覺周圍的異動。

上述三種動物的「鎚子」都是由整個頭部形成,和獨特須齒龍的扁嘴不太相似,那是否還有其他脊椎動物的嘴變成這般模樣呢?當然有,來見識下這種來自撒哈拉南部的大傢伙,尼日龍(Nigersaurus)。

尼日龍頭骨。圖片來源:維基百科

有幾個方面與獨特須齒龍極為神似:其一,尼日龍屬於蜥腳類恐龍,身材巨大,所以頭部也顯得很迷你,這就意味著它也需要不斷地進食來滿足它的胃;其二,尼日龍的吻部也扁而擴寬,呈吸塵器狀,這樣的形狀顯然非常適合掃蕩植物,只是它是陸地上的收割機,而獨特須齒龍在海里吃東西;其三,尼日龍的牙齒也不少,上上下下數百顆,而且替換得十分勤快,彌補了大量吃草的磨耗。另外,其實獨特須齒龍還有個親緣關係不遠的親戚,很可能也採取了扁嘴濾食的策略,那是一種特殊的楯齒龍類——無齒龍(Henodus),發現於德國的三疊系地層,頭骨和身體都異常扁平,還長著一個巨大的背甲,像一隻壓扁的大海龜。楯齒龍類因為長有粗大的豆狀牙齒而得名,可是無齒龍卻獨樹一幟。它只在口中後方殘留著兩顆不起眼的豆狀齒,上頜的前端是一排細細密密的梳狀齒,而側面是沒有牙的,只留下了兩列長長的凹槽,那會是原來角質的須著生的地方嗎?這一點也許永遠不得考證,因為很遺憾,角質部分根本無法保留下化石。不過無齒龍和獨特須齒龍在頭骨形狀上的相似,即反映了兩者取食習性的雷同,也為獨特須齒龍在演化樹上的位置,或多或少的提供了參考。

在獨特須齒龍新標本發現后,「鎚子頭」這個昵稱赫然躍上了各處相關報道的標題,也讓我們藉機見識了各式各樣長著寬扁頭型的史前生命。類似的環境塑造了接近的外表,同樣的功能保留了一致的形態。大自然的策略反覆發揮著同樣的作用,但在具體的生物上卻表現各異,變與不變的美妙,刻畫在穿越時空的化石上,沉澱在層層疊疊的岩層里。

科學家的手工作品:獨特須齒龍頜部模型。供圖:Olivier Rieppel



熱門推薦

本文由 yidianzixun 提供 原文連結

寵物協尋 相信 終究能找到回家的路
寫了7763篇文章,獲得2次喜歡
留言回覆
回覆
精彩推薦