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解開古代鱷魚頭骨功能的進(jìn)化
4月1日,布里斯托爾大學(xué)(University Of Bristol)和倫敦大學(xué)(UCL)的古生物學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn),古代水生鱷魚的食餌比現(xiàn)代鱷魚更柔軟、更小,頭蓋骨形狀和功能的進(jìn)化使它們得以進(jìn)入新的棲息地。
該研究小組以數(shù)字方式重建了一種已滅絕的海洋鱷魚的頭骨,并將其與類似的物種進(jìn)行比較。從而獲知在大約2.3億年前的生態(tài)系統(tǒng)中,鱷魚的扮演的角色及其飲食習(xí)慣。
現(xiàn)代鱷魚以其特有的解剖結(jié)構(gòu)和在半水生生態(tài)系統(tǒng)中的頂端掠食者角色而聞名,但它們的古代祖先在三疊紀(jì)晚期與第一批恐龍共同生活,那時(shí)它們都是微小的陸棲動(dòng)物,很快就形成了多種多樣的形態(tài)。
其中一組是底棲動(dòng)物,他們潛入大海,成為海洋專家。它們的鼻子又長又薄,類似于印度河流域中以魚為食的河豚。在侏羅紀(jì)早期,這一群的早期成員——鵜鶘龍,居住在現(xiàn)歐洲的淺海環(huán)境中。
通過觀察鱷魚頭骨的不同形狀,科學(xué)家們能夠找到鱷魚在吃什么。正如《華爾街日?qǐng)?bào)》所報(bào)道的那樣,在這項(xiàng)最新研究中應(yīng)用的生物力學(xué)和宏觀進(jìn)化方法顯示了古代鱷魚是如何占據(jù)多樣化和專業(yè)化的生態(tài)位的。
來自布里斯托爾大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院(UniversityofBristol‘sSchoolofEarth Sciences)的博士生安東尼奧·巴雷爾(AntonioBallell)說:“我們使用了最新的技術(shù)來探索這些滅絕的鱷魚的頭骨是如何運(yùn)作和進(jìn)化的。我們的第一個(gè)目的是模擬長頸龍的頭骨在喂食負(fù)荷下的壓力和緊張程度,并與活的饑餓動(dòng)物進(jìn)行比較,從而對(duì)滅絕的物種的進(jìn)食方式有新的了解。
利用現(xiàn)代的計(jì)算方法,再加上三維數(shù)字頭骨模型,該研究小組能夠在化石中尋找肌肉疤痕,這些化石標(biāo)志著肌肉曾經(jīng)附著的位置,以重建合上下巴的肌肉結(jié)構(gòu)。這種方法與有限元分析(一種工程技術(shù))結(jié)合在一起,用于預(yù)測(cè)生物結(jié)構(gòu)在特定的情景下的行為,如喂食負(fù)荷。
來自UCL細(xì)胞和發(fā)展生物學(xué)的勞拉·波羅博士說:“現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)使古生物學(xué)家能夠‘復(fù)活已滅絕的物種’,并根據(jù)化石提供的解剖信息推斷它們是如何進(jìn)食和生活的。通過CT掃描,我們可以看到顱骨的內(nèi)部區(qū)域和骨頭上的疤痕,肌肉附著的位置,這些是科學(xué)家以前從未觀察到的。工程方法允許我們?cè)?.3億年后測(cè)試這種動(dòng)物在最后一餐后顱骨對(duì)啃咬的反應(yīng)?!?/span>
他們的研究結(jié)果表明,長頸龍的下顎較弱,這可能代表,比起現(xiàn)代的大鱷魚,它專門捕食更柔軟、更小的獵物。
研究小組還分析了在大量滅絕的鱷魚物種中,與喂食相關(guān)的頜骨特征是如何快速進(jìn)化的。與丘腦長吻相關(guān)的性狀進(jìn)化迅速,表明它們?cè)谘y(tǒng)起源后不久就占據(jù)了一個(gè)非常特殊的海洋生態(tài)位。
安東尼奧·巴雷爾(Antonio Ballell)總結(jié)道:“我們的發(fā)現(xiàn)突出了滅絕的鱷魚親屬的驚人多樣性,以及這種策略在這個(gè)群體的進(jìn)化和多樣化中的重要性。我們發(fā)現(xiàn),不同的血統(tǒng)以不同的方式探索和征服了生態(tài)位?!?/span>
“鱷魚的進(jìn)化史是非常復(fù)雜的,從功能的角度來看待它是理解它的根本”
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