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人工智能帮助识别1600万年前生活在佛罗里达州的史前美洲蜥化石

长期以来被认为是入侵物种的美洲蜥蜴,原来比预期早约 1600 万年抵达北美。

Stephanie Edwards
作者:Stephanie Edwards
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图片来源:jindrich_pavelka/Shutterstock

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异国宠物贸易每年为美国带来数百万只动物。其中一种动物,美洲蜥蜴,因其艳丽的外表和温顺的个性而成为受欢迎的爬行动物进口品种。然而,一旦它长到 5 英尺长、10 磅重的完全体型,它往往会逃脱或被放归野外。在佛罗里达州,它被视为入侵物种,并受到野生生物学家和自然资源保护者的特别关注,因为它对当地生态系统构成威胁。

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最近,美洲蜥蜴引起了佛罗里达州另一个群体——佛罗里达自然历史博物馆的古生物学家——的特别兴趣。

“我们有这些化石骨头,所以我一直在挖掘,并不断遇到一块椎骨。我无法弄清楚那是什么,”博物馆脊椎动物古生物学部门的化石准备员杰森·布尔克在新闻稿中说。“我把它放了一段时间。然后我又回来想:是蜥蜴吗?是蛇吗?多年来一直在我脑海中。它就那样一直放在那里。”

这块有疑问的化石原来是一只史前美洲蜥蜴的。这一发现证实,美洲蜥蜴毕竟不是那么具有入侵性,它们早在 20 世纪 90 年代现代同类被运过来之前,就已经在佛罗里达海岸漫游了数百万年。


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解开美洲蜥蜴化石之谜

关于美洲蜥蜴的故事的新突破发表在《古生物学杂志》上,它来自一块单一的、半宽的椎骨化石。这块化石是在佛罗里达州边界以北的一个粘土矿中发现的,该矿原计划关闭并填埋。科学家们接到了化石的警报,不得不在矿山迅速临近关闭日期之前尽可能多地挖掘化石。这块美洲蜥蜴化石是收集到的标本之一,被运回博物馆的一个箱子里,在储存中无人识别了二十年。

发现化石并将其储藏多年后,布尔克在进行一些不相关的研究时,偶然看到了一张美洲蜥蜴椎骨的图片。他立刻认出了这张图片。但由于没有美洲蜥蜴存在于北美的化石记录,他需要更多的证据来支持他的发现。

布尔克和同事们使用机器学习来帮助解决美洲蜥蜴椎骨之谜。他们利用化石的 CT 扫描,仔细地绘制了椎骨的地图,然后将他们的结果与博物馆数据库中 100 多张现代美洲蜥蜴椎骨图像进行了比较。

这块化石足以证实它属于美洲蜥蜴。然而,它并不是完全匹配,这让团队得出了一个令人兴奋的结论:他们发现了一个新物种。

美洲蜥蜴新物种

这个新物种的美洲蜥蜴生活在中中新世气候最适宜期。在此期间,地球温度异常温暖,海平面很高。当时,佛罗里达州大部分地区都在水下,历史海岸线靠近发现化石的地方。

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美洲蜥蜴是陆生动物,但它们也是非常出色的游泳者,因此不难相信它们从南美洲游过来享受高温。然而,它们在北美洲的时间并没有持续多久,因为气温下降,美洲蜥蜴将难以产卵或孵化卵。

“我们在此事件之前没有任何关于这些蜥蜴的记录,在此事件之后也没有任何记录。看来它们只是在那个非常温暖的时期短暂出现过,”布尔克在新闻稿中说。

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发现更多史前蜥蜴化石

该团队希望找到更多来自这一时期的美洲蜥蜴化石,以帮助填补史前蜥蜴短暂造访北美的空白。人们担心更多的美洲蜥蜴化石正在储藏箱中腐烂,等待被发现。

3D 建模和人工智能在识别化石方面的日益广泛应用,可能有助于将这些化石从其隐藏的箱子中挖掘出来。机器学习的进步甚至有朝一日可能提供创建全球化石识别数据库的技术,这将显著加快和简化这一过程。

博物馆数字影像实验室主任爱德华·斯坦利在新闻稿中说:“有成箱成架的化石尚未分类,因为识别这些东西需要大量的专业知识,没有人有时间全面查阅它们。”“[这一发现]是迈向自动化的一部分的第一步,看到它未来的发展方向令人非常兴奋。”


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    Stephanie Edwards

    Stephanie Edwards 是《发现》杂志的市场协调员,负责管理所有社交媒体平台,并撰写关注考古学、环境和公共卫生的数字文章。

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