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”