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副爬編年史(3)——黑科技附身者,逮蝦戶人柱力(下)

2021-06-16 09:32 作者:酸色黑櫻桃  | 我要投稿

? 大家好,我是超級鴿子UP主黑莓。在上半篇,我介紹了初代水生羊膜動物中龍科的一些黑科技,比如說卵胎生、斷尾求生以及輔游神器:后肢的蹼。當時我留了一個伏筆,那就是中龍到底是什么。其實中龍科作為副爬行動物的明星也已經(jīng)有不少科普博主介紹過他,而它們的尖嘴利牙也令人印象深刻,所以在這里呢,我將再次科普這個類群,就當是為這個神秘的家族添磚加瓦了。

納米比亞中龍(Mesosaurus tenuidens)、凸方胸龍(Stereosternum tumidum)以及圣保羅巴西龍(Brazilosaurus sanpauloensis)的復(fù)原圖

? 寫副爬編年史第一篇的時候,我曾經(jīng)提到:“副爬行動物在開孔這方面很保守”,這點在中龍科上也體現(xiàn)的比較淋漓盡致,因為它們只在頭骨的底部開了一個小小的顳颥孔,與之相對的便是它那大大的眼眶,它或許擁有不錯的視力。

納米比亞中龍的頭骨復(fù)原

?由于中龍科奇妙的形態(tài),比如它們的顳颥孔究竟是什么時候出現(xiàn)的,科學(xué)家對它們的歸類爭論也一直沒有停止。絕大多數(shù)科學(xué)家還是認為中龍科屬于副爬行動物里最原始的一支,它們早早的就分化出去了,中龍科的祖先可能比我們的開鼻蜥科老大哥石炭蛇蜥早多了。

2018年科學(xué)家基于研究建立的系統(tǒng)發(fā)育分析,中龍科屬于副爬行動物最基底的成員

? 但是在2017年,一個極具開創(chuàng)性的演化樹使中龍科的分類變的離譜起來:作者認為,中龍科是基底的蜥形綱,它們甚至是與所有的其它蜥形綱成員作姊妹支。當然就像我剛才說的,這個樹太過于開創(chuàng),這不是一般家庭能承受得了的,所以暫時將它看做一個樂就好。

開創(chuàng)性的樹,泛龜類屬于副爬行動物而副爬行動物屬于雙孔亞綱

? 雖然我們可能永遠不知道中龍科的祖先是誰,但是目前我們基本上可以確定到目前為止,巴西龍很可能是最基干的中龍科。

? 相較于中龍和方胸龍,巴西龍發(fā)現(xiàn)的個體較少,進行的研究也算不上很多,但是絕大多數(shù)標本很完整,我們依舊可以通過各種各樣的證據(jù)拼出這個物種的全貌。進化史普遍認為:中龍類的零號機在形態(tài)上可能就比較類似于巴西龍,它由于某些原因下水,并且演化出了后代,對所在環(huán)境適應(yīng)能力更強的后代。

? 盡管總體來說,巴西龍和方胸龍的骨骼都表現(xiàn)出了強烈的骨硬化現(xiàn)象,但是與方胸龍相比,巴西龍肋骨的髓質(zhì)比例要更高,并且與方胸龍不同的是:巴西龍并不存在相對發(fā)達的骨肥厚,肋骨的粗壯程度也稍微差了那么一點點。這導(dǎo)致的結(jié)果就是盡管都具有不錯的水生能力,但巴西龍相對低的骨密度決定了它的水生程度比起中龍和方胸龍還是差了點。

巴西龍(a)、方胸龍(b)以及中龍(c、d)的肋骨切片
方胸龍個體IGPB R 623(兩到三歲)的組織學(xué)特征統(tǒng)計
方胸龍個體MB R 1988b(一到兩歲)和巴西龍個體BSPG 1965 I 131(七歲)的組織學(xué)特征統(tǒng)計,不難看出,以肋骨近端為同標準,巴西龍的髓質(zhì)區(qū)(Medullary region)要明顯多一些

? ? 并且,巴西龍的生長模式也與中龍以及方胸龍有所不同,巴西龍的肋骨切片顯示其擁有大量排列密切的停滯線,這可能也是巴西龍相對原始的原因。

BSPG 1965 I 131的背肋組織切片

? 由于各個網(wǎng)站以及論文對地層年代測定的標準不同,我們很難確定巴西龍當?shù)厣钤谀膫€時間段(其實方胸龍和中龍亦是如此),不過我們基本可以確定巴西龍生存于早二疊世的亞丁斯克期,巴西巴拉那盆地的伊拉蒂組(Irati Formation)。

? 伊拉蒂組可以說是中龍科大雜燴,三個屬在此均有分布,而在這里,我們發(fā)現(xiàn)了一個方胸龍個體,它可以說是目前發(fā)現(xiàn)先天性脊柱側(cè)凸癥的羊膜動物中最早的一個記錄,距今已經(jīng)超過了2億8千萬年。

方胸龍個體ZPAL R VII/1的化石,中軸骨呈現(xiàn)出一種明顯不是由地層擠壓而形成的異常彎曲,椎骨的形態(tài)也已發(fā)生了不同的變化。第十七——第十九背椎中間并非正常的椎骨而是偏向一側(cè)的半椎體

??很顯然,這種畸形對正常的活動具有十分巨大的損害,但ZPAL R VII/1很可能是一個成年個體。我們發(fā)現(xiàn):無論是水生物種還是非水生物種,古生物還是先生物種,對中軸骨的形態(tài)糾正都是極其重要的,動物會在形態(tài)上發(fā)生改變從而減輕患病骨骼的負荷。而這樣的個體能活到成年很可能就是形態(tài)改變以及運動方式的雙重作用。

? 不同于巴西龍,方胸龍的髓質(zhì)骨比例較少,身體擁有更強的對抗浮力的反作用力。這證明水生程度很高,并且是一個相當積極的掠食者。其實up在剛接觸中龍科的時候一直有一個疑問:中龍科的牙齒長成這樣,萬一用力一猛折斷了怎么辦呢。但是之后一篇論文消除了我的疑惑。

? 方胸龍的牙齒由在方向和組成部分上都不同的牙本質(zhì)構(gòu)成,這是對捕食習(xí)慣的適應(yīng),為了減輕牙齒被折斷的風(fēng)險。結(jié)合上一期提到的中龍科同類相食的特征,我們不難看出它們的活潑性以及作為鹽湖生態(tài)系統(tǒng)頂級掠食者的捕食能力。

方胸龍個體UFRGS-PV-0378-P最前端牙齒的縱向切片,在顯微觀察下可以看到不同的組成結(jié)構(gòu)

? ? ? 方胸龍不僅生存于巴西、烏拉圭以及巴拉圭這些南美地區(qū),在南非的卡魯盆地,白山組(Whitehill Formation)地層也發(fā)現(xiàn)了它的化石,科學(xué)家認為:在亞丁斯克期的時候,南非和南美相連,白山組和伊拉蒂組、曼格魯組無論是地理位置還是物種組成都非常相似,這就導(dǎo)致了中龍和方胸龍緊密在這些地方都有十分廣泛的分布。這也是魏格納大陸漂移學(xué)說最重要的證據(jù)之一。

犬頜獸(橙)、中龍(綠)、水龍獸(黃)、和舌羊齒(藍)的化石分布

? ? 而在整個中龍科里中龍可以說是中龍科里研究最深入、最詳細、保存部件最齊全的物種了,不僅僅是骨骼標本,還包括軟組織、幼年個體等等。不過,中龍的命名經(jīng)歷了一個混亂的階段,它存在的許多同物異名,目前普遍認為:只有納米比亞中龍(Mesosaurus tenuidens)是有效種。中龍也是分布最廣的中龍科成員,從納米比亞到南非,再到巴西和烏拉圭都能發(fā)現(xiàn)它的蹤跡。

曼格魯組地層的中龍化石FC?DPV 2109,保留了完好的下頜神經(jīng)

? 中龍在生長模式上比較類似于方胸龍,這表明中龍和方胸龍在演化關(guān)系上只要是近于它和巴西龍的,不過中龍和方胸龍的生活習(xí)慣可能存在不少差異,因為中龍是整個中龍科里唯一一個存在“肥厚性骨硬化”的物種。而在2018年的一篇論文里,作者也提出一個很有趣的觀點:中龍完全成年后在陸地上的時間比例會增大,這當然不是說它會返回陸地,中龍有可能會像現(xiàn)在的豹豹和鱷魚一樣在岸邊曬太陽。其實這也算是間接印證了一個老觀點:中龍的游速不會太慢,但由于粗壯的肋骨形態(tài),它的速度也不見得會有多快。

幾種現(xiàn)生鱷魚椎體長度隨身體位置的變化情況
霍瓦蜥(C)、卡色龍(G)、中龍(D)和蛇齒龍(H)椎體長度隨身體位置的變化情況,其中,中龍代表的是典型的水生—半水生模式

? ??并且,中龍的頭骨也比方胸龍大,它那向外傾斜的牙齒也要更加長。中龍捕獵的能力可能要強于方胸龍。

2006年論文里對中龍的頭骨重建,它下顎的牙齒尤為突出

? 中龍科作為第一批返回水生的羊膜動物,它們游弋在亞丁斯克期的岡瓦納古陸,給當?shù)氐钠渌用褚约吧形闯墒斓耐悗硭劳龅目謶?;與此同時,無常的氣候和地質(zhì)變化摧殘著并不穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),給這些為其它動物帶來恐懼的家伙們帶來另一份恐懼。我們尚且不清楚,那段時間究竟發(fā)現(xiàn)了什么,但是我們不難想象:那一天,小小的鹽湖由于氣候變化迎來了徹底干旱的時刻,數(shù)以千計的中龍和它們的食物臀頭蝦在干涸和湖床上艱難掙扎,盡管它們當中有一小部分能夠在陸地上活動,但這也無濟于事。最終,在某一天,最后一只中龍眼睛里失去了光芒。而中龍科的歷史也徹底宣告結(jié)束。

? 所謂覺悟,就是在漆黑的荒野上開辟出一條理當前進的光明大道。 中龍滅絕約2500萬年后,真爬抓住了海洋的空窗期紛紛下海搶占先機,它們或許永遠不會知道2500萬年前,有這么一群與它們有著千絲萬縷關(guān)系的“逮蝦戶”也像它們一樣為了生存,回到闊別已久的地方拼搏。

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