地球上第一个滤食性动物可能是这种已灭绝的海洋爬行动物

激烈的食物竞争意味着需要进化出独特的进食方式。
Reconstruction of Hupehsuchus about to engulf a shoal of shrimp. The ancient lizard widely opens its skinny snout and large mouth to swallow a large ball of shrimp.
复原的湖北鱼正在吞食一群虾。艺术家:舒勇、程龙,中国地质调查局武汉中心

如座头鲸、北露脊鲸、南露脊鲸和小须鲸等须鲸是自然界中最著名的滤食性动物。这些哺乳动物用嘴里的坚韧角蛋白鲸须板literally 地吞下大量的水,从中提取磷虾或浮游生物等小型生物作为零食。然而,一种古代爬行动物可能是第一种这样进食的动物。

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来自英国和中国的一组科学家发现了一些属于一种大约在 2.5 亿年前就已经使用滤食的爬行动物群体的非凡新化石。这些发现被描述在一项于 8 月 7 日发表在《BMC Ecology and Evolution》期刊上的研究中。

鲸鱼并非唯一使用滤食的现代动物。像姥鲨这样的鱼类利用它们的鳃从水中获取食物。到目前为止,化石记录中几乎没有证据表明中生代(约 2.52 亿至 6600 万年前)的古代海洋爬行动物是滤食者。

在这项研究中,研究小组发现了两具属于一种早期海洋爬行动物“湖北鱼”(Hupehsuchus nanchangensis)的新化石头骨。这种大约三英尺长的生物生活在中国,大约在 2.48 亿年前的早三叠世时期。那个时期激烈的食物竞争可能导致了“湖北鱼”H. nanchangensis 进化出一种特殊的进食系统。

“那是一个动荡的时期,距离导致大部分生命灭绝的二叠纪末大灭绝仅三年。令人惊叹的是,我们发现这些大型海洋爬行动物是多么迅速地出现,并彻底改变了当时海洋生态系统,”论文合著者、布里斯托大学脊椎动物古生物学家迈克尔·本顿在声明中说

其中一个标本从头部到锁骨保存完好,另一个则是一个近乎完整的骨骼。研究小组将后者头骨的形状和尺寸与 130 具不同水生动物的头骨进行了比较,包括 15 种须鲸、52 种齿鲸、23 种海豹、14 种鳄鱼、25 种鸟类和鸭嘴兽。

他们发现湖北鱼的头骨具有可扩张的喉部等软组织结构,这很可能使这些爬行动物能够吞下大量含有微小虾类猎物的水,并且具有类似鲸须板的结构,可以在游动时过滤食物。

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湖北鱼的头骨颌骨边缘还发现了一些沟槽和缺口,这与须鲸相似。这些现代哺乳动物的嘴里没有像齿鲸那样的牙齿,而是有角蛋白条。

近乎完整的化石头骨还有一个由未融合的带状骨组成的细长吻部,以及吻部和动物身体长度之间的长间隙。这种头骨形状仅在须鲸中发现,并且是它们能够捕食磷虾的原因。

“我们对在这种如此早期的海洋爬行动物身上发现这些适应性感到惊讶,”论文合著者、中国地质调查局武汉中心古生物学家方子晨在声明中说。“湖北鱼是中国一个独特的类群,是鱼龙的近亲,已为人所知 50 年,但它们的生活方式尚未完全了解。”

由于其僵硬的身体,H. nanchangensis 很可能是一种游动缓慢的生物,这种速度的缺乏表明它可能像今天的弓头鲸露脊鲸一样进行滤食。这些鲸鱼会张大嘴巴在海面附近游动,从水中过滤食物。

这些新发现是趋同进化的一个例子,即相似的特征在不同物种中独立进化。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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