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3英尺长古代海洋爬行动物像现代鲸鱼一样滤食

湖北鱼生活在2.5亿年前,但最新发现表明它的进食策略与现代鲸鱼相似。

作者:Elizabeth Gamillo
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图片来源:Shunyi Shu 艺术作品,© Long Cheng, 中国地质调查局武汉中心

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在约2.48亿年前的三叠纪早期,湖北鱼(Hupehsuchus)——一种微小的古代海洋爬行动物,在早期海洋中滤食生活。

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古生物学家在发表于《BMC Ecology and Evolution》杂志上的一项最新研究中,发现了两个完整的湖北鱼(Hupehsuchus nanchangensis)头骨化石,从而取得了这一发现。这是地球上最大规模灭绝事件后出现的首个海洋滤食性动物。

一种古代海洋爬行动物

湖北鱼(Hupehsuchus)是一种鱼龙类(ichthyosauromorph),具有桨状的四肢和鸭子状的口鼻部。该爬行动物的大部分化石标本在中国湖北省发现。这种早期的海洋爬行动物出现在二叠纪-三叠纪灭绝事件发生约三年后的化石记录中。

被认为是地球上最大规模的“大灭绝”事件,由于全球变暖导致海洋氧气大量流失,约96%的地球海洋物种死亡。海洋中约80%的氧气消失,导致最深的海底完全缺氧。

湖北鱼(Hupehsuchus)是在这场灾难性事件后出现的海洋爬行动物,并且是海洋重新繁荣的一部分。


阅读更多: 二叠纪灭绝:生命在“大灭绝”期间几乎从地球上消失


演化的进食策略

与今天海洋中长达108英尺的现代鲸鱼不同,湖北鱼(Hupehsuchus)仅有3英尺长。尽管湖北鱼(Hupehsuchus)拥有类似滤食的能力,但它们与现代鲸鱼无关。

更令人惊讶的是,科学家们发现,虽然现代鲸鱼花了3000万年才演化出滤食能力,但湖北鱼(Hupehsuchus)在三叠纪早期不到500万年的时间里就实现了滤食。

“我们很惊讶地发现,这种适应性存在于如此早期的海洋爬行动物身上,”中国地质调查局武汉中心古生物学家、该研究的首席作者Zi-Chen Fang在声明中说道。“湖北鱼类是中国特有的一类动物,与鱼龙类亲缘关系很近,已经为人所知50年了,但它们的生活方式尚未完全了解。”

在比较这种古代爬行动物和现代鲸鱼的头骨时,研究团队发现它们的嘴部结构相似。这些化石比以往的发现更完整,并揭示出该爬行动物长长的口鼻部拥有未融合的、带状的骨骼,其间有长长的间隙,贯穿整个鼻腔。

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这种结构与现代须鲸相似,其松散的口鼻部和下颚结构支撑着一个在它们向前游动时会膨胀的喉部区域。中国地质调查局武汉中心古生物学家、该研究的作者Long Cheng在新闻发布会上解释说,这种技术使鲸鱼能够吞食小型猎物。

新化石揭示滤食性动物

过去由于头骨保存不善,湖北鱼(Hupehsuchus)的进食策略一直不为人知。一些专家曾怀疑这种爬行动物是滤食性动物,但由于其头骨狭窄、颈部较小而遭到否定。另一些人则认为它可以像鹈鹕或长须鲸那样滤食。

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为了解决这些争论,研究团队仔细研究了其他湖北鱼(Hupehsuchus)的标本,并将其与130种现代动物的头骨进行了比较,其中包括15种不同的须鲸、23种海豹、14种鳄鱼、52种齿鲸、25种鸟类以及鸭嘴兽。

新的化石显示,湖北鱼(Hupehsuchus)拥有突出的饱满脸颊或扩大的颊腔,以实现滤食。它们可能利用软质的鲸须组织将过滤后的水从口腔射出。其巨大的躯干(可能因陆地祖先而退化),带有类似鳄鱼的鳞片状脊,表明它以缓慢而稳定的方式在海洋中游动。

它在三叠纪早期的环境中,是一个生产力低下的限制性泻湖,在灭绝事件后的早期阶段,这促使湖北鱼(Hupehsuchus)以浮游动物为食。

“须鲸的下颚有沟槽,可以支撑窗帘状的鲸须,即角蛋白的细长条,角蛋白是构成毛发、羽毛和指甲的蛋白质。湖北鱼(Hupehsuchus)的下颚边缘也有同样的沟槽和缺口,我们认为它独立演化出了某种形式的鲸须,”武汉地质大学的研究作者、古生物学家Li Tian说。

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阅读更多: 科学家拍摄到150头长须鲸的进食盛况

  • Elizabeth Gamillo

    Elizabeth Gamillo 是 Discover 和 Astronomy 的撰稿人。她曾为 Science 杂志担任 2018 年 AAAS 多元化科学新闻人才实习生,并曾为 Smithsonian 杂志担任日报撰稿人。她目前是麻省理工学院科学写作研究生项目的研究生。

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