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安徽巢湖动物群研究取得重要进展

柔腕短吻龙首次发现隐藏的牙齿结构

揭示大绝灭后鱼龙辐射过程中食壳性的重复演化现象

2020-5-19 7:49:35 来源:中国矿业报 作者:特约记者 洪曙光

《自然》(Nature)旗下国际知名期刊《科学报告》(Scientific Reports)日前在线发表了安徽省地质博物馆黄建东博士(第一作者)、美国加利佛尼亚大学Ryosuke Motani教授、北京大学江大勇教授等共同完成的研究论文《Repeated evolution of durophagy during ichthyosaur radiation after mass extinction indicated by hidden dentition》(《隐藏的齿系揭示大绝灭后鱼龙辐射过程中食壳性的重复演化》)。这是继2015年在《自然》报道并命名原始鱼龙——柔腕短吻龙,2016年在《科学报告》报道并命名了同时代个体最大的原始鱼龙——小头刚体龙,2018年在《科学报告》首次从巢县巢湖龙中识别出性双型现象,2019年Peer J报道并命名短腿巢湖龙后,该研究团队取得的关于安徽早三叠世巢湖动物群又一重要成果。

图1柔腕短吻龙头部结构三维重建

据介绍,本研究基于先进的CT扫描和三维重建技术,对柔腕短吻龙正型模式标本的头骨内部结构进行了揭示(图1),发现了传统研究技术方法无法得到的牙齿信息(图2)。柔腕短吻龙前颌骨及相对应的齿骨前部未发育牙齿,而在上颌骨和齿骨后部发育有垂直于内侧面生长的微小牙齿,其在从外侧观察时被颌骨遮蔽,无法看到。牙齿呈3齿列式,齿根未被包裹,齿冠钝圆低矮,发育良好,并出现磨损。这些特征进一步佐证柔腕短吻龙标本并非幼年个体这一结论。通过加入柔腕短吻龙的牙齿、颌骨等特征信息,重建了早期鱼龙的谱系关系,柔腕短吻龙仍处于鱼龙的根部位置(图3)。本项研究得到自然资源部行业科研专项、安徽省自然资源科技项目、国家自然科学基金项目等资助。

图2柔腕短吻龙下颌骨三维结构重建(a. 背面观;b. 内侧面观;c. 中-腹面观;d. 后面观)

图3加入柔腕短吻龙牙齿等特征后早期鱼龙的谱系关系重建(a. 似然法重建;b. 简约法重建)

据了解,2015年1月,研究团队在《自然》(Nature)正刊上首次报道了发现于巢湖马家山下三叠统南陵湖组地层中既适应海洋生活、又可能在陆地爬行的最原始鱼龙——柔腕短吻龙,谱系分析发现它处于鱼龙演化树最基部的位置,填补了陆地祖先与完全适应海洋生活的鱼龙之间的演化环节。但由于传统化石修复技术限制,柔腕短吻龙的牙齿被其颌骨完全遮蔽,当时未被发现。

相关专家表示,二叠纪末大绝灭后,海生四足动物快速多样化并成为海洋中的顶级捕食者,鱼龙是这批快速辐射四足动物的先驱,但这种多样化的驱动力了解还很少。柔腕短吻龙作为目前唯一具有两栖生活、最原始的鱼龙,拥有解开海生四足动物快速多样性的钥匙。柔腕短吻龙微小钝圆的原始牙齿结构(具有压磨的功能)与捕食或吞吸带壳动物相适应。在早-中三叠世,超过一半的鱼龙具有这种压磨结构的牙齿,并独立演化了三到五次,这种演化与二叠纪大灭绝后带壳动物多样化息息相关。很可能,早期鱼龙通过产生新的食壳类型,来适应带壳动物多样化,进而加快了鱼龙各分支的多样化演化进程。□

网站编辑:宫莉

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