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南半球最古老海洋爬行動(dòng)物化石,這只幻龍如何穿越“好望角”?
“……船員們凝望著這個(gè)不知已經(jīng)隱藏了多少世紀(jì)的壯美岬角。他們不僅僅是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)突兀的海角,而是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的世界。鑒于之前所經(jīng)歷的危險(xiǎn)與風(fēng)暴,巴爾托洛梅烏·迪亞士和他的同伴們將其命名為風(fēng)暴角。在他們回到王國(guó)后,國(guó)王若昂二世給了它另一個(gè)輝煌的名字——好望角。”——若昂·德·巴羅斯(1496–1570)
一只幻龍
新西蘭南島中部的阿什伯頓湖區(qū)是著名的旅游目的地,在這里,一連串高山湖泊倒映著周?chē)鷶?shù)座山巒,彼此之間,相映成趣。在湖區(qū)中,平緩的哈珀山并不顯眼。在毛利語(yǔ)中,哈珀山又被叫做瑪哈努伊(Mahaanui),是神話中象征英雄毛伊的戰(zhàn)船的巨石。
山坡上遍布黑色的碎礫,運(yùn)氣好時(shí),或許能在其中找到一兩塊帶有紋飾的螺類(lèi)化石——通常來(lái)說(shuō),它們隸屬于蜂巢螺屬(Mellarium)。這些小海螺是新西蘭中三疊紀(jì)安尼期(Anisian)的標(biāo)志化石,距今約2.45億年。
2.45億年前,新西蘭島還是泛大陸(Pangaea)的一部分——這是地球歷史上最后一個(gè)超級(jí)大陸,現(xiàn)代地球上的主要板塊擠在一起,構(gòu)成了一塊橫跨南北的巨大古陸。這里距離三疊紀(jì)的南極圈并不遙遠(yuǎn)(約為60°S),是泛大陸東南部的一個(gè)巨大岬角。
而在更遠(yuǎn)的東方,華南與華北板塊即將接合,但現(xiàn)代東亞的大部分陸地還在大海之中——對(duì)于現(xiàn)代人來(lái)說(shuō),這是一個(gè)陌生的世界,但就在這片廣袤無(wú)垠的世界中,我們諳熟的諸多生物正在崛起——裸子植物、恐龍、翼龍,以及我們的祖先——不過(guò)此時(shí),這一切都還未塵埃落定,干旱的紅色大地才是最常見(jiàn)的景色。
在中三疊紀(jì)的新西蘭,一只稀里糊涂的海洋爬行動(dòng)物安息在淺海之中。我們無(wú)法追蹤它的死因——這只被命名為GNS GD 540的幻龍(Nothosaur)只留下了一節(jié)椎骨,被藏匿在哈珀山的碎石之中。它的存在令古生物學(xué)家驚訝不已,近日,在一項(xiàng)發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)上的研究中,研究者確認(rèn)了GNS GD 540是目前所發(fā)現(xiàn)的,南半球最古老的海洋爬行動(dòng)物化石。
這只古老的生物隸屬的族群曾從特提斯洋出發(fā),漂流過(guò)泛大陸東南方的這個(gè)岬角。如同數(shù)億年后迪亞士度過(guò)好望角,發(fā)現(xiàn)印度洋一樣,這一支(這里用“一支”,因?yàn)橥瓿蛇w徙的不是這個(gè)個(gè)體,而是這個(gè)種群,這個(gè)個(gè)體本身很有可能就是一直生活在化石發(fā)現(xiàn)地的,但是這個(gè)種群是起源于特提斯洋的)幻龍也越過(guò)了古代的新西蘭,發(fā)現(xiàn)了泛大洋。
南北殊途
幻龍并不是人們耳熟能詳?shù)幕?lèi)群。在這種體型通常只有三四米的海洋爬行動(dòng)物生活在三疊紀(jì),擁有典型的長(zhǎng)脖子與長(zhǎng)尾巴。但相較于其他活躍在中生代的海洋爬行動(dòng)物,它們?cè)谛螒B(tài)上并沒(méi)有什么特殊之處。
不同于魚(yú)龍或蛇頸龍,幻龍的水生適應(yīng)特征并不突出,它的四肢尚未完全鰭化,尾部也沒(méi)有趨同演化出類(lèi)似魚(yú)類(lèi)的扁平末端。一些學(xué)者認(rèn)為幻龍會(huì)像現(xiàn)代的海龜一樣保留一定的陸上運(yùn)動(dòng)能力,在繁殖或進(jìn)食的間歇,幻龍會(huì)離開(kāi)海洋,在陸地休憩。
保留在云南羅平的幻龍足跡化石暗示,這支海洋爬行動(dòng)物可能正處于半水生-水生的過(guò)渡狀態(tài),它的游泳姿勢(shì)類(lèi)似于“狗刨”,前肢劃水,但會(huì)觸碰到海底的泥沙。
這些證據(jù)都表明,幻龍并非游泳健將,大多數(shù)時(shí)候,它只是在淺海上游蕩,用針狀的牙齒搜捕魚(yú)類(lèi)或者菊石。對(duì)于它們來(lái)說(shuō),跨越深海并非容易的事情,但即便如此,幻龍也展現(xiàn)出了令人驚訝的分布廣度——無(wú)論是特提斯洋還是泛大洋,我們都發(fā)現(xiàn)過(guò)幻龍化石的記錄。
一如GNS GD 540穿越泛大陸東南角,挺近南極圈。另一類(lèi)幻龍類(lèi)也曾一路北上,離開(kāi)溫暖的熱帶海水,進(jìn)入北極海域。
生活在早三疊紀(jì)的西北風(fēng)神龍(Corosaurus,名稱來(lái)自羅馬神話中的西北風(fēng)神Corus)是目前發(fā)現(xiàn)的最古老的幻龍類(lèi)之一,但與它的親屬不同的是,它并未生活在泛大陸東側(cè)溫暖的特提斯洋中,而是在泛大陸的西北緣,也就是現(xiàn)今美國(guó)懷俄明州的低緯度淺海中。
雖然化石點(diǎn)重建出的古緯度較低,但是考慮到泛大陸的阻礙,因此古生物學(xué)家認(rèn)為這一支幻龍最有可能是繞過(guò)泛大陸東北方的破碎陸塊,進(jìn)入北極,再一路南下抵達(dá)懷俄明的。這一條路徑繞過(guò)了整個(gè)泛大陸北部,對(duì)于游泳能力不佳的幻龍來(lái)說(shuō),這樣大尺度的輻射無(wú)疑是一項(xiàng)壯舉。
對(duì)于大多數(shù)爬行動(dòng)物來(lái)說(shuō),高緯度并非一個(gè)值得探索的區(qū)域。現(xiàn)代爬行動(dòng)物很少會(huì)抵達(dá)南北緯60°以上的區(qū)域。對(duì)于變溫性的它們來(lái)說(shuō),高緯度的寒冷氣候會(huì)嚴(yán)重影響它們的代謝與正常的生理功能。
因此,相較于現(xiàn)生爬行動(dòng)物的分布與活動(dòng)模式,三疊紀(jì)的幻龍似乎走向了一個(gè)完全不同的方向——它們積極地?cái)U(kuò)展著自己的分布范圍,甚至穿越了北極海道。這種對(duì)低溫的耐受似乎表明幻龍可能擁有更強(qiáng)的代謝能力,或者它與遠(yuǎn)房親戚魚(yú)龍一樣擁有保暖的脂肪。
但是無(wú)論如何,泛大陸西側(cè)的西北風(fēng)神龍與大陸東南側(cè)的GNS GD 540共同證明了一件事——在特提斯洋起源之后,以幻龍為代表的許多海生爬行動(dòng)物似乎都開(kāi)始往高緯度輻射。它們似乎并不青睞熱帶,因?yàn)槿B紀(jì)的熱帶猶如被大火灼燒一般炎熱。
灼熱的世界
在二疊紀(jì)大滅絕之后,地球進(jìn)入了顯生宙最強(qiáng)烈的一次溫室期。在西伯利亞大火成巖省排放的巨量溫室氣體的作用下,早三疊紀(jì)的全球平均氣溫可能一度抵達(dá)50℃,在這種環(huán)境下,赤道附近的表層海水溫度遠(yuǎn)高于現(xiàn)代。
雖然較高的溫度有利于爬行動(dòng)物維持體溫,保持代謝活性,但是極端的高溫對(duì)于脊椎動(dòng)物來(lái)說(shuō)顯然是不可接受的。大多數(shù)動(dòng)物在45℃以上的環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的蛋白熱損傷。而對(duì)于海洋生物來(lái)說(shuō),這個(gè)閾值則更低——因?yàn)楦邷貤l件下,氧氣的溶解度會(huì)進(jìn)一步下降,因此高溫海水往往是缺氧的。
在這種炎熱氣候的影響下,無(wú)論是陸地生物還是海洋生物都會(huì)傾向于往更涼爽的高緯度環(huán)境遷移。作為驅(qū)動(dòng)生物遷移與演化的重要?jiǎng)恿ΓB紀(jì)的高溫環(huán)境或許正是促使一些海洋爬行動(dòng)物走上漂流旅程的主要?jiǎng)恿Αc此同時(shí),三疊紀(jì)的高緯度地區(qū)也并非和現(xiàn)代一般冰天雪地,海洋被冰川阻隔。三疊紀(jì)無(wú)冰的兩極遍布通暢的海道,因此,幻龍與其他海洋爬行動(dòng)物可以沿著大陸邊緣,抵達(dá)它們想要抵達(dá)的各種地方。
像幻龍這樣走上遷徙旅程的不僅僅是海洋中的爬行動(dòng)物。在陸地上,陸生爬行動(dòng)物也呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的南北分布。泛大陸中央,也就是現(xiàn)如今的非洲中部與南美洲北部,似乎成為難以逾越的生命禁區(qū),幾乎沒(méi)有大型脊椎生物的化石在這里被發(fā)現(xiàn)。
雖然三疊紀(jì)早期的高溫并未持續(xù)太久,但漫長(zhǎng)的溫室氣候卻持續(xù)了幾乎整個(gè)中生代——正是在這個(gè)漫長(zhǎng)溫室中,恐龍、鳥(niǎo)類(lèi)以及哺乳動(dòng)物逐漸登上歷史舞臺(tái),古生代的生物面貌逐漸被取代。就在三疊紀(jì)的烈日驕陽(yáng)之下,一個(gè)全新的世界正在形成。
不過(guò),遺憾的是,我們的主角幻龍GNS GD 540沒(méi)有機(jī)會(huì)見(jiàn)到這個(gè)新世界了。在三疊紀(jì)末的滅絕事件中,幻龍類(lèi)與絕大多數(shù)海洋爬行動(dòng)物一道退出了歷史舞臺(tái)。就像數(shù)億年后的巴爾托洛梅烏·迪亞士一樣,在又一次踏上尋覓印度的旅途之中,永遠(yuǎn)地安眠在那個(gè)岬角呼嘯的風(fēng)暴之中。
作者:古生物博士破滅的Sunny
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