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我國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)在貴州發(fā)現(xiàn)了重要早期龜類化石。它是原始龜類出現(xiàn)喙的最早化石記錄，因此被命名為“中國(guó)始喙龜”。北京時(shí)間23日出版的學(xué)術(shù)雜志《自然》發(fā)表了這一成果。 該成果的主要完成人、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員李淳介紹，中國(guó)始喙龜完整的骨架化石保存于距今約2.28億年的三疊紀(jì)晚期海相泥灰?guī)r中。它是體長(zhǎng)超過2米的大型史前龜類，軀干短，肋骨加寬，首次出現(xiàn)了角質(zhì)喙、封閉的上顳孔和剛性腰帶（即臀部腹側(cè)兩恥骨和兩坐骨形成前后、左右縫合而不能活動(dòng)的聯(lián)合體）；背、腹甲均未形成；雖然角質(zhì)喙已經(jīng)出現(xiàn)，但上、下頜的后部仍保留有牙齒，呈現(xiàn)出“牙齒退化，角質(zhì)喙產(chǎn)生”的過渡狀態(tài)。 來自中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所等四國(guó)學(xué)者組成的研究團(tuán)隊(duì)分析了來自世界不同地區(qū)的全部重要原始龜類化石材料，確定了中國(guó)始喙龜?shù)南到y(tǒng)位置介于羅氏祖龜和半甲齒龜之間，在龜類早期演化中承上啟下，彌補(bǔ)了該類群系統(tǒng)發(fā)育中“缺失的一環(huán)”。 李淳介紹，龜類是最為奇特的現(xiàn)代四足動(dòng)物，“龜?shù)纳眢w結(jié)構(gòu)與其他四足動(dòng)物截然不同。它的軀干部分很短，并且被封閉的甲殼所包裹，其內(nèi)部骨骼，如脊椎、肋骨、肩帶、腰帶等不僅與甲殼相愈合，而且各自本身也有一系列特化。龜類的口中沒有牙齒，而是像鳥類一樣代之以角質(zhì)喙。龜類與其他四足動(dòng)物，如兩棲類、包括鳥類在內(nèi)的爬行類和哺乳動(dòng)物之間的巨大差異，無異于纜車和各種汽車的差別”。 中國(guó)始喙龜化石 那么，這種奇特的身體構(gòu)造是如何起源的？是逐漸演化而成，還是突然出現(xiàn)的？因?yàn)槿狈C據(jù)，來自不同領(lǐng)域的學(xué)者，如發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)和古生物學(xué)家們長(zhǎng)期以來只能各說各話。直到2008年李淳帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)在貴州省關(guān)嶺地區(qū)發(fā)現(xiàn)半甲齒龜，這個(gè)問題的解決才初現(xiàn)曙光。半甲齒龜是當(dāng)時(shí)世界上最古老的龜類化石，它具有牙齒并只有腹甲，是唯一體現(xiàn)了龜甲形成過程中某種過渡狀態(tài)的標(biāo)本，第一次基于化石證據(jù)論證了龜類的腹甲先于背甲形成，這與現(xiàn)代發(fā)育生物學(xué)的研究成果相互印證。在此基礎(chǔ)上，國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)早期龜類有了全新的認(rèn)識(shí)。2015年德國(guó)2.4億年前羅氏祖龜?shù)陌l(fā)現(xiàn)，確定了更早期的龜類頭骨上有顳孔，并實(shí)質(zhì)性地證實(shí)了龜類起源于雙孔類，與蜥蜴、鱷魚及恐龍等類群屬于同一爬行動(dòng)物支系。但是，羅氏祖龜?shù)臉?biāo)本極為殘破，很多關(guān)鍵特征無法被觀察到，因此仍舊留下了龜類早期演化中，特別是與半甲齒龜之間的重要空白。 中國(guó)始喙龜生態(tài)復(fù)原圖 李淳說：“中國(guó)始喙龜比半甲齒龜更為原始，但是它集多種原始特征、進(jìn)步特征和過渡特征于一身，其先于半甲齒龜發(fā)育出角質(zhì)喙同時(shí)保留牙齒的現(xiàn)象顯示了龜類演化初期的高度復(fù)雜性。此外，盡管完整的骨架化石保存于海相地層，但其骨骼結(jié)構(gòu)顯示中國(guó)始喙龜并非長(zhǎng)期生活于海洋中，而很可能是在海濱近岸河口地帶營(yíng)水、陸兩棲生活，且有掘穴的習(xí)性?！?/p> 鏈接 我為什么相信達(dá)爾文 作為演化生物學(xué)中的一種理論，“有希望的怪物（Hopeful monster）”最早由遺傳學(xué)家理查德·戈?duì)柕率┟芴兀≧ichard Goldschmidt）提出?；诖朔N理論，生物高級(jí)分類單元的產(chǎn)生或許源于胚胎發(fā)育時(shí)期巨大的突變，盡管這種突變危險(xiǎn)性很大——產(chǎn)生怪胎并致死，但是仍有可能出現(xiàn)這樣一種幸運(yùn)的結(jié)果：“怪胎”擁有了新的身體模式并且存活下來，作為“有希望的怪物”而成功地形成了一個(gè)新的世系，開啟了物種演化的新篇章。盡管此種理論備受爭(zhēng)議且已經(jīng)過時(shí)，但至今仍有學(xué)者認(rèn)為這樣激進(jìn)的演化方式確實(shí)反映在某些物種的胚胎發(fā)育過程中，例如龜類。 另一方面，在古生物學(xué)中，基于化石所觀察到的生物演化過程大致也可以分為兩種情形，一種是所謂“漸變”，即緩慢而微小的特征變化在自然選擇作用下連續(xù)積累，最終導(dǎo)致物種分化與形成，這也是達(dá)爾文理論的主要觀點(diǎn)，常見的案例及化石證據(jù)包括馬的演化、象的演化等等。另一種情形即“突變”，就是短期內(nèi)一個(gè)物種發(fā)生大的、快速的分異，表現(xiàn)為化石在地層中突然出現(xiàn)。顯然，“有希望的怪物”也會(huì)具有此種形式的化石記錄。 長(zhǎng)期以來龜類演化的化石記錄是這種情況的典型代表，不僅看不到早期過渡環(huán)節(jié)的存在，而且生物特征幾乎億萬(wàn)年不變。盡管存在包括“間斷－平衡”理論在內(nèi)的各種調(diào)和的說法，但是突變、沒有過渡環(huán)節(jié)出現(xiàn)等現(xiàn)象仍舊被作為“反達(dá)爾文”理論的證據(jù)而被時(shí)常提及。 實(shí)際上達(dá)爾文本人對(duì)此種現(xiàn)象以及后人的質(zhì)疑有著近乎未卜先知的兩個(gè)回答：一是“化石記錄不完整”，二是“怪物（的巨大突變）與單純的變異之間并沒有截然的界線”。 我國(guó)近來發(fā)現(xiàn)的早期龜類化石表明，在這個(gè)問題上，達(dá)爾文是正確的。我們發(fā)現(xiàn)的“漸變”的化石記錄愈來愈多，而且像龜類這樣“有希望的怪物”，它們的祖先也并非“怪物”。換言之，那些短時(shí)間內(nèi)巨大的不可思議的激進(jìn)變化，通過新化石的不斷發(fā)現(xiàn)，正逐步被一系列正常而連續(xù)的微小變化所取代。 （作者：李淳，系中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員） |
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