浅谈鱼龙的起源与演化

2015-01-06 20:03司徒岩
绿色科技 2014年4期
关键词:演化古生物起源

司徒岩

摘要:指出了《探寻消失的生命》作为广东省博物馆三大基本陈列之一的《粤山秀水丰物岭南》的其中一个展览版块,自展出以来,一直深受广大群众的喜爱与赞扬。特别是馆藏的鱼龙化石标本,以其肢体结构清晰、化石形成的画面构图精美,成为人们关注的焦点,对于鱼龙是不是恐龙,它的生态习性、进化与演变,是否卵胎生等各种问题作出了一个详尽的解答。

关键词:古生物;鱼龙;起源;演化

中图分类号:Q13 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2014)04-0033-02

1、引言

在广东省博物馆的三楼,《探寻消失的生命》展览一直受到广大观众的喜爱,它是以生命演化过程中发生的重大事件为线索,按照地质年代由远及近,生物等级由低至高的展品陈列顺序,配以幻影成像、多媒体触摸屏、互动游戏、漫画等展览辅助手段,详尽地讲述了生命的进化历程。

其中,最引人瞩目的是馆藏鱼龙化石,包括一条10m长的未修复鱼龙,化石没有修复的原因,是为了能让观众亲眼目睹鱼龙的原始埋藏状态;另外,鱼龙(全家福)及鱼龙(带幼仔)化石,除肢体结构清晰、化石形成的画面构图精美之外,对于探索鱼龙的生态习性、亲子行为、进化与演变,是否卵胎生等学术问题,提供了很好的研究素材。

自鱼龙化石展出以来,我们收到了不少观众的提问,内容多是关于鱼龙起源、演化及如何生活等等。本文将重新梳理鱼龙的起源、演化、繁殖与生活习性等脉络,以期更好地让广大观众了解这一独特的古生物。

2、鱼龙的起源与分布

在距今约2.5亿年前的三叠纪早期,当形形色色的恐龙开始统治地球陆地的时候,在宽广的海洋中,各种爬行动物畅游其间,成为了大海的主宰,享受着宽阔的空间和丰富的食物。其中包括迄今为止海洋中出现的最大的爬行动物——鱼龙。鱼龙外形象鱼,与爬行动物的体态相差巨大,为什么归类为爬行动物家族?它们为什么放弃陆地生活,走向海洋?它们是如何进化而来,又是什么时候灭绝的呢?答案要从距今2.51亿年前的古生代末期说起。

古生代末期,地球上发生了最严重的一次生物灭绝事件,地球上约96%的物种灭绝,包括90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物。在这次全球性的生物大灭绝后,一些陆生爬行动物为了找寻食物,开始向海洋进军,它们逐渐适应了海洋的环境,在水中生活并繁殖后代,其中也包括鱼龙。

鱼龙到底来自陆生动物的哪一个类群?到目前为止,科学家对此还没做出最后定论,只是推测它起源于爬行类双孔亚纲,比较原始的鳞龙型类与进步的初龙型类分野的早期阶段。早期的鱼龙并非像鱼,而是更像蜥蜴,个体较小,爬行动物特征明显,生活于陆环海岸线的浅水区域,不具穿越大洋的能力,鱼龙的外形、身体结构、生活方式是随着它们对水生环境的适应才慢慢发生了变化。

科学家根据对已发掘的鱼龙化石研究表明,鱼龙的分布,除了亚洲、欧洲、北非以及北美外,北到挪威的斯匹次卑尔根群岛,南到澳大利亚和阿根廷都曾留下了它们的踪迹,证明鱼龙曾遍布整个中生代海域,成为与恐龙同时代的海洋霸主。

3、鱼龙的演化与发展

在鱼龙的演化和发展过程中,随着对水生环境的逐渐适应,不同地史时期鱼龙的身体结构、形态功能和在水中的运动方式、生活习性差异巨大。

早期的鱼龙长度不足1m,看上去有些怪异,肢体某些部位还保留着爬行动物的原始特征。在我国安徽巢县发现的龟山巢湖鱼龙化石,个体小,头骨宽,吻部短,是原始鱼龙的早期代表。

直到距今2.3亿年前后,当恐龙出现的时候,鱼龙已经具有优美的流线型体型,身体细长,吻部也逐渐加长,肩带和腰带以及推动身体前行的后肢也随着尾鳍的发育而逐渐退化,四肢的骨骼特化成桨状的鳍肢,形态方面已开始像鱼。

随着对海洋生活的高度适应,鱼龙在体形、鳍的结构和附肢形态方面已特化成完全的鱼形,形态由细长逐渐变粗,有些呈纺锤状,并且持续于整个中生代,一直到距今9000万年的白垩纪中期全部灭绝。

4、鱼龙的身体构造

完全进化的鱼龙,体形已特化成完全的鱼形,皮肤表面赤裸,无鳞或骨片,因含有大量的黑色素而呈黑色。

鱼龙的头部向前延伸形成一个细长的吻,口腔里长满细长而内弯的牙齿,牙齿嵌入一个长而深的凹槽内,十分有利于捕捉鱼、软体动物和其他无脊椎动物。

鱼龙的脊椎基本上不能弯曲,肋骨多、细长。颈椎非常短,可以最大限度地减小水的阻力,使它们的身体可以像梭子一样快速地在水中穿行。

鱼龙的鼻孔小,但眼睛非常大。鱼龙的眼球非常平,眼球前面被一个大而强壮的骨化巩膜环所包围以保持眼球形态的稳定性,这也使它能够在任何深度的水体中游泳。

鱼龙背部具有坚硬的背鳍,作为推进器功能的新月形尾鳍,与大多数鱼类和鲸类形态接近,它的腹部前、后各发育一对桨状的前鳍和后鳍,在游动过程中起着保持身体平衡,帮助定向和制动的作用,但鳍的内部仍是脊椎动物肢骨的一般结构,骨骼紧密叠集,包括肱(股)骨、尺(胫)骨、桡(腓)骨以及腕(跗)部和掌(足)部的骨骼。

鱼龙身体外形的特化与骨骼结构的改变相辅相成,这使它能够任意畅游在广阔的海洋中,成为中生代海洋中的“霸主”。

5、鱼龙的繁殖方式

自200多年前,世界上发现了第一块鱼龙化石至今,科学家为破解鱼龙的繁殖方式之谜所做的努力一直没有间断。早在1846年,古生物学家就在英国西南部地区发现了体内保存有幼体的鱼龙化石,并提出鱼龙胎生的假说。此后,在英国和德国的侏罗纪地层中又陆续发现了不少体内保存有幼体的鱼龙化石标本。古生物学家对此发生了激烈的争论,有人说证明鱼龙属胎生,也有人说鱼龙属卵胎生,更有人说可能是同类相食。

经过古生物学家对小鱼龙在大鱼龙体腔内的位置及其骨骼的关连程度做了深入的研究后,鱼龙属体内受精的卵胎生繁殖方式的观点逐渐占了上风。现在古生物学界大多数人认为,鱼龙是以卵胎生的方式在海洋中直接生产幼子,卵是留在体腔内直到发育完成。

6、鱼龙的灭绝原因

目前为止,古生物学家还没有找出充分证据,解释为什么一个庞大的鱼龙群体在距今9000万年前全部灭绝。据推测,它们的灭亡可能与生存环境的恶化有关,由于大陆板块漂移,发生碰撞,地面抬升,全球气候突变,海平面下降,海盆面积越来越小,海盆内鱼龙的生存空间也越来越小,因水流不畅引起海底缺氧事件,底栖生物不能生存,鱼龙最终难逃灭亡的噩运。随着盆地上升,海水越来越浅,终于导致风光一时的鱼龙黯然退出历史舞台。

7、结语

鱼龙作为中生代海洋中最成功的爬行动物类群,如今已成往事,只留下庞大的骨骼化石默默地向人们倾述着它们的故事。由于生存环境的恶化,鱼龙永远离去了,这也提醒人类必须重视保护地球环境。

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