原始龟类中国始喙龟的特征

2022-09-13 13:48:56 236

　　龟是人们熟悉的动物，但其演化历史却是古生物学中最大的谜题之一：它们究竟是独立起源于无孔类（眼孔后面的头骨上没有其他开孔），还是与蜥蜴、鳄鱼和恐龙（包括鸟类）等一起，从双孔类（眼孔后面的头骨上还有两对颞孔）祖先演化而来？龟的身体结构与其他四足动物截然不同。它的躯干部分很短，并且被封闭的甲壳（背甲和腹甲）所包裹，其内部骨骼，如脊椎、肋骨、肩带、腰带等不仅与甲壳相愈合，而且各自本身也有一系列特化。龟类的口中没有牙齿，而是像鸟类一样代之以角质喙。龟类与其他四足动物，包括两栖类、爬行类、鸟类和哺乳动物之间的巨大差异，无异于缆车和各种汽车的差别。问题是，龟类这些特立独行的骨骼结构究竟是一蹴而就还是逐步形成？具体过程又是怎样？人们以往认为龟类的这种身体模式是在其演化历史中“突然”产生的，此后从三叠纪末期的原腭龟（Proganochelys quenstedti）至今，在超过2亿年的时间内基本没有变化。龟类演化的早期阶段至关重要，但是长期以来化石代表稀少，尤其缺乏甲壳形成和牙齿消失的化石证据。发育生物学、分子生物学和古生物学工作者纷纷致力于龟类起源和早期演化的研究，但是成果有限，只能各说各话。直到2008年，我国学者在贵州省关岭地区发现了半甲齿龟（Odontochelys semitestacea），即一个具有牙齿和只有腹甲的龟，古生物学界才开始对龟类的早期演化有了实质性了解。十年后，2018年8月23日出版的《自然》杂志（Nature）再次报道了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所领衔的国际合作团队在同一地区新发现的原始龟类——“中国始喙龟（Eorhynchochelys sinensis）”，这是继半甲齿龟之后关岭出现的又一种重要早期龟类化石。

　　中国始喙龟集多种原始特征、进步特征和过渡特征于一身，显示了龟类演化初期的高度复杂性。这种体长超过2米的大型早期龟类躯干较短，具有加宽的肋骨，背、腹甲均未形成，首次出现了封闭的上颞孔和刚性腰带，即臀部腹侧两耻骨和两坐骨形成前后、左右缝合且不能活动的联合体。中国始喙龟是最早的有喙的龟类，但其上、下颌的后部仍保留有牙齿，呈现出“牙齿退化，角质喙产生”的过渡状态。完整的骨架化石保存于距今约2.28亿年的三叠纪晚期海相黑色泥灰岩中，但其骨骼结构显示中国始喙龟并非长期生活于海洋中，而很可能是在近岸河口地带营水、陆两栖生活，且有掘穴的习性。

　　这一发现始于2015年，中科院古脊椎所李淳研究员在三亚海洋古生物博物馆（筹建中）藏品中注意到一件疑似原始龟类的化石，随即带领课题组进行了长达一年的化石修复和野外调查，最终确认这是产自半甲齿龟化石层位之下7.5米处的更加古老的龟类。在此基础上，中科院古脊椎所、苏格兰国家博物馆、美国菲尔德自然历史博物馆、加拿大自然博物馆四国学者组成的研究团队分析了来自世界不同地区的全部重要原始龟类化石材料，确定了新标本在龟类早期演化中承上启下的系统位置，弥补了该类群系统发育中的重要空白。此项研究由中国科学院战略性先导科技专项与国家自然科学基金联合资助。