新研究解开史前爬行动物的游泳秘密

进化过程中一些最非凡的身体转变发生在从陆生祖先开始适应水中生活的动物身上，例如现代鲸鱼、海龟和海豹。在距今 252 年至 6600 万年前的中生代，当恐龙在陆地上肆意践踏时，许多爬行动物群体涌入海洋，例如标志性的鱼龙、蛇颈龙、鳄鱼和沧龙。

在发表在《古生物学》杂志上的一篇新论文中，布里斯托尔古生物学家团队使用最先进的统计方法对中生代海洋爬行动物的运动进行了大规模定量研究，这是同类研究中的第一个。

研究人员收集了 125 块化石骨骼的测量数据，并利用这些数据探索了谱系内和时间的游泳方式变化，发现中生代初期没有爆炸性辐射，但运动模式逐渐多样化，在白垩纪时期。

布里斯托尔地球科学学院的主要作者Susana Gutarra 博士说：“从陆地到海洋的转变中解剖结构的变化与游泳的进化密切相关。例如，海狮的鳍状肢前臂相对较短，手掌较大，与它们祖先的行走腿大不相同。中生代海洋爬行动物丰富的化石记录为大规模研究这些转变提供了绝佳机会。”

合著者 Beatrice Heighton 说：“我们对水獭、海豹和海龟等活体水生动物进行了测量，我们知道它们的游泳行为。这对于为具有未知游泳模式的古老物种提供功能参考非常重要。”

在大约 2.5 亿年前的二叠纪末期灭绝之后，各种爬行动物群成为水生猎手，在中生代早期的海域繁衍生息。

合著者汤姆·斯塔布斯博士说：“在这次毁灭性事件之后，运动模式逐渐多样化，这与之前描述的用于进食策略的快速辐射形成鲜明对比。这很有趣，因为它暗示了某些谱系中的‘先头’进化模式。”

本文阐明了特定群体的游泳。Ben Moon 博士解释说：“鱼龙在其进化的早期阶段就非常擅长水生运动。这包括它们的近亲湖北鳄，它们的形态不同于任何其他已知的水生四足动物。此外，我们看到沧龙和鱼龙之间存在重叠，这表明沧龙通过摆动吸虫进化出一种游泳模式，这与过去提出的鳗鱼状身体波动不同。

“相比之下，我们没有发现鱼龙和 metriorhynchids(高度水生的鳄形海鳄)之间趋同的证据。这个群体保留了相当原始的后肢，这似乎与靠侥幸振荡游泳不相容。”

这项研究还深入研究了体型的演变，这是一个与运动、动物生理学和海洋生产力相关的特征。迈克·本顿教授说：“我们知道，向水中生活的过渡通常伴随着体重的增加，正如鲸类动物所见，我们之前的一项研究表明，体型较大的水生动物有利于降低特定质量的成本拖。因此，有必要在更广泛的中生代海洋爬行动物群中探索这一特征。”

Gutarra 博士补充说：“身体大小遵循与运动模式多样化相似的趋势，并且身体大小的最广泛分布也发生在白垩纪，证实了两者之间的密切联系。体型的增长速度和最大限制似乎在不同群体之间差异很大。这是一个有趣的观察。我们需要进一步探索影响和限制每组体重增加的因素。”

这项研究由自然环境研究委员会 (NERC) 和欧洲研究委员会 (ERC) 资助。

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