阿根廷的一块石头被证明是迄今发现的最古老的蝌蚪化石

这个拥有1.61亿年历史的标本属于中侏罗世的一种巨型蛙类。
a tadpole swimming
如今的蝌蚪与1.6亿多年前的它们拥有相同的进食系统。

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古生物学家并不总能挖到他们想要的东西。2020年1月,阿根廷自然科学博物馆和中国科学院的一个团队,原本希望在如今的巴塔哥尼亚地区发现一些长有羽毛的恐龙。虽然他们没有挖到恐龙,却意外发现了已知最古老的蝌蚪化石。

“古生物学家发现了数百个基干鬼蛙(蛙类和蟾蜍的祖先)的成年标本,”布宜诺斯艾利斯马伊蒙尼德斯大学的生物学家Mariana Chuliver告诉《大众科学》。“经过多日的挖掘,一名团队成员发现了一块带有特殊印记的石头,那竟然是一只化石蝌蚪!”

three images of a tadpole fossil. one of the specimen in the rock, another taking with a long exposure, and a computerized graphic of the fossil
标本MPM-PV 23540的照片和解释性图。a,短曝光时间、低角度白光拍摄的照片,突显骨骼形态。b,长曝光时间、高角度白光拍摄的照片,突显软组织形态。c,骨骼和软组织的解释性图。cl,锁骨上骨;cn,软骨化神经颅;co,结石;cp,顶骨嵴;e,眼;fe,股骨;fp,额顶骨;il,肠骨;ma,手;n,鼻骨;ps,蝶骨;rb,肋骨;ru,桡骨;up,钩状突;I–IX,骶前椎;X,骶骨;1–3,骶后神经弓。比例尺,1厘米。图片来源:Chuliver 等人,2024年。

这个拥有1.61亿年历史的标本,为了解蛙类和蟾蜍的进化提供了线索。该发现发表在10月30日《自然》杂志上的一项由Chuliver参与合著的研究中。 

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地球上的蛙类和蟾蜍属于一类无尾两栖动物,称为无尾目。其两栖的生命周期——即水生的蝌蚪转变为成体——是无尾目动物的主要特征之一。成年蛙类化石可追溯到约2.17亿至2.13亿年前的三叠纪晚期。然而,在此之前,蝌蚪化石直到白垩纪(约1.45亿年前)才被发现。

这项新研究中,该团队描述了这种保存完好的化石蝌蚪。它属于Notobatrachus degiustoi 这一物种,其年代可追溯到约1.68亿至1.61亿年前的中侏罗世。大多数蝌蚪体长仅约一英寸,而这只化石蝌蚪体长近6.2英寸,被认为是巨型蝌蚪。 

an illustration of two tadpoles swimming in a shallow prehistoric pond. two adult frogs sit on the banks of the pond and a dinosaur walks by
巴塔哥尼亚中侏罗世池塘中Notobatrachus degiustoi的插图。图片来源:Gabriel Lío

在进化过程中,巨型化是指物种相较于其体型较小的祖先进化出更大的体型。许多Notobatrachus degiustoi成年蛙也被认为是巨型蛙,巨型化在无尾目动物历史中已多次进化。研究表明,这是少数同时拥有巨型蝌蚪和巨型成蛙的物种之一。 

Chuliver表示:“成年的Notobatrachus degiustoi可能是肥胖的蟾蜍,以昆虫为食,并且与水源密切相关。该物种栖息的环境可能是一个周期性干涸的浅水池塘,因为它生活在气候多变的条件下。”

它们生活在这些浅水区,周围有各种植物、双壳类、腕足类和昆虫。Notobatrachus degiustoi的蝌蚪也是滤食性动物,将水泵入鳃腔,然后过滤食物颗粒。这种进食系统至今仍然存在于现存的蝌蚪中,而该化石是它在大约1.61亿年前的早期无尾目动物中就已经进化的关键证据 

化石中可见大部分身体和部分尾部,以及眼睛、神经和前肢。这表明该蝌蚪处于变态的晚期阶段。 

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Chuliver说:“这项研究中最令人惊讶的部分是,当我们把蝌蚪放在解剖显微镜下时,我们观察到了鳃骨和其他软组织(如神经印痕)的精美保存。” 

他们能够看到,蝌蚪身体结构的一些关键特征在这早期阶段的无尾目动物进化中就已经存在。 

Chuliver说:“非常令人惊讶的是,许多用于区分现存蝌蚪发育阶段的特征也保存在这个化石中,因此,我们能够对这个蝌蚪进行发育阶段的划分。”

 

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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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