

看着一条鳄鱼或短吻鳄,仿佛能回顾到恐龙时代的历史。它们的祖先在 2.3 亿多年的时间里幸存了两次大灭绝,科学家们也揭示了它们进化成功和长寿的一个新秘密。这些史前遗迹在食物种类和获取食物的来源方面都具有惊人的灵活性。相关研究结果发表在 4 月 16 日的《古生物学》杂志上。
尽管如此,鳄形类动物还是生存了下来。
在其 45 亿年的历史中,地球经历了五次大灭绝,而我们可能正处于第六次大规模死亡时代。今天的鳄形类动物是被称为鳄形总目的谱系的幸存者。该谱系已有约 2.3 亿年的历史,包括现代的鳄鱼、短吻鳄、马来长吻鳄以及它们众多已灭绝的近亲。
“许多与鳄形类动物密切相关的群体,其多样性更高,数量更多,生态习性也不同,但它们都消失了,除了今天这少数几种通才性的鳄形类动物,”研究合著者、俄克拉荷马中部大学 (UCO) 的古生物学家 Keegan Melstrom 在一份声明中说。“灭绝和幸存是同一枚硬币的两面。在所有的大灭绝事件中,一些群体设法得以延续和多样化。通过研究这些事件所带来的更深远的进化模式,我们可以学到什么?”
现存的鳄形类动物是半水生的通才,它们生活在湖泊、河流和沼泽等环境中,在那里它们耐心等待伏击毫无防备的猎物。它们绝不是挑食者。年幼的鳄形类动物会吃蝌蚪、甲壳类动物或昆虫,然后才逐渐发展到吃鱼、幼鹿甚至其他鳄鱼。
精确找出在稳定时期和地球动荡时期有助于生存的特质,可能有助于科学家和保护主义者保护当今最脆弱的物种。尽管哺乳动物因其通才性饮食使其能在不同栖息地繁衍生息,通常被认为是研究大灭绝幸存的最佳群体。然而,尽管鳄形类动物具有生存技能,却一直被忽视。
“在那之后,就失控了”
在这项新研究中,研究小组重建了鳄形类动物的食性生态,以识别帮助某些群体在两次大灭绝中得以延续和繁荣的特征。鳄形类动物在三叠纪末大灭绝(约 2.014 亿年前)和白垩纪末大灭绝(约 6600 万年前)中都幸存了下来,后者杀死了所有非鸟类恐龙物种。
“试图从数百万年前的结论直接应用于保护存在危险。我们必须谨慎,”研究合著者、犹他自然历史博物馆古生物学馆长、犹他大学教授 Randy Irmis 在一份声明中说。“如果人们研究哺乳动物和爬行动物,并在灭绝生存方面发现相同的模式,那么我们可能会预测具有通才性饮食的物种表现会更好。这些信息有助于我们做出预测,但我们不太可能能够准确选出哪些具体物种会幸存下来。”
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在晚三叠世(约 2.37 亿至 2.014 亿年前),一个更广泛的进化群体,包括早期鳄形类动物和许多其他已灭绝的谱系,被称为假鳄类,统治着陆地。最早的鳄形类动物体型从中小型,在其生态系统中相对罕见。它们是食肉动物,主要以小型动物为食。相比之下,其他假鳄类群体在陆地上占据主导地位,具有更广泛的生态作用,并且在体型和大小上都多种多样。
三叠纪末大灭绝发生后,尽管占有主导地位,但没有非鳄形类的假鳄类幸存下来。更偏向食肉的鳄形类动物似乎也灭绝了。陆地上的通才得以幸存。研究小组推测,这种几乎什么都能吃的适应能力是它们成功的原因,而许多其他群体却灭绝了。
“在那之后,就失控了,”Melstrom 说。“水生食肉动物、陆地通才、陆地食肉动物、陆地植食动物——在恐龙时代,鳄形类动物演化出了大量的生态角色。”
然而,在晚白垩世发生了一些事情,导致鳄形类动物的数量下降。具有更多样化生态的谱系开始消失,即使是陆地通才。到白垩纪末大灭绝事件时,大多数幸存者是半水生的通才和一组水生食肉动物。几乎所有今天的 26 种鳄形类动物都是半水生的通才。

Jack Rodgers
牙齿讲述故事
为了弄清楚这些早已灭绝的爬行动物可能吃什么,研究小组分析了化石牙齿和颅骨的形状。例如,带有微小刀状牙齿的下颚表明该生物很可能是在切割和刺穿肉类。更像研钵和研杵一样的嘴巴表明该动物可能在分解更多的植物组织。颅骨的形状也显示了动物如何移动嘴巴,提供了另一种关于饮食习惯的线索。
他们研究了99 种已灭绝的鳄形类动物和 20 种现存的鳄形类动物的颅骨,以创建一个跨越 2.3 亿年进化史的化石数据集。他们将其与一个先前建立的现存非鳄形类动物数据库进行了比较,其中包括 89 种哺乳动物和 47 种蜥蜴。
作为半水生的伏击捕食者,今天的鳄形类动物主要占据各种环境中的相似生态位。它们还具有惊人灵活的饮食,这可能是它们高度多样化的进化史的遗留。
对于像喜马拉雅山麓的马来长吻鳄或古巴鳄这样的极度濒危鳄形类动物来说,饮食灵活性可能为它们在当今由气候变化引起的生态斗争中提供生存机会。这些濒危物种面临的主要挑战是人类的捕猎和栖息地丧失。
“当我们看到现存的鳄鱼和短吻鳄时,我希望人们不要仅仅想到凶猛的野兽或昂贵的钱包,而是欣赏它们 2 亿多年惊人的进化历程,以及它们如何度过了地球历史上如此多的动荡事件,”Irmis 说。“鳄形类动物具备应对未来许多变化的生存能力——如果我们愿意帮助保护它们的栖息地。”