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2.37亿年前化石揭示:首个完全适应海洋生活的巨型带甲两栖动物

2026-11-11 17:50 泉水 Nature Ecology & Evolution 阅读 0
核心摘要: 来自美国加州大学戴维斯分校、北京大学及贵州省地质博物馆的国际研究团队,在《自然·生态与进化》上发表了关于三叠纪晚期新物种《Gerrothorax maritimus》的研究。这一发现打破了现代两栖动

2.37亿年前化石揭示:首个完全适应海洋生活的巨型带甲两栖动物

一项由加州大学戴维斯分校、北京大学以及贵州省地质博物馆的国际研究团队共同完成的突破性发现,揭示了一种生活在约2.37亿年前三叠纪晚期的奇特远古两栖动物——Gerrothorax maritimus。相关研究成果已正式发表于《自然·生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)杂志上。

这件珍贵的科学发现基于在中国贵州省出土的两具保存极其完好的骨骼化石。出土地点的地质沉积表明,该区域在当时是一片距离主要陆地数百英里远的古代海洋。

加州大学戴维斯分校地球与行星科学系教授、该研究的通讯作者 Ryosuke Motani 指出:“这一区域属于我们长期以来一直在努力重建的古生态系统。过去我们主要关注该地区的海洋爬行动物和鱼类,而现在我们发现了一种两栖动物,它是该谱系中非常罕见的特殊成员。”

这一发现令学术界感到格外惊讶,因为现代两栖动物普遍无法在海水中生存。在现存的8000多种两栖动物中,没有任何一种被发现能够终生生活在海洋环境中,且仅有不到2%的物种具备微弱的耐盐能力。相比之下,哺乳动物、爬行动物和鸟类均演化出了完全生活在海洋中、无需依赖陆地获取食物或淡水的物种。在此项发现之前,科学界从未找到过具有同等能力的远古两栖动物的化石证据。

专为海底生存演化出的巨型带甲两栖动物

由于出土的两具骨骼极为完整,研究人员得以精准还原该动物的外貌特征并推测其生活习性。Gerrothorax maritimus 的体长接近三英尺(约90厘米),但其身体比例与现代蝾螈截然不同。它没有细长的身躯,反而呈现出异常宽扁、具有标志性的圆盘状形态。

该动物的体表覆盖着厚重的骨质铠甲,这可能有助于保护其免受鱼龙等大型海洋掠食者的侵害。

“如果我们联想到现代的两栖动物,这个物种的体型显得十分特别,”Motani 表示,“从体重来看,它可能与现代的大鲵(娃娃鱼)相当,但不同的是,大鲵的身体呈细长状,而这种远古动物则显得十分敦实厚重。”

其头骨的独特结构结合厚重的铠甲,强烈暗示这种远古两栖动物是一种伏击型掠食者。它不会主动追逐猎物,而是静静地潜伏在海底,等待不知情的猎物进入攻击范围。

“它们可能只是静静地守候在水底,当猎物靠近时,便通过张嘴产生的吸力将其吞食,”Motani 解释道,并指出这种捕猎策略类似于生活在海底、利用吸力捕获猎物的须鲨(wobbegong)。

两栖动物如何在咸水中生存?

围绕 Gerrothorax maritimus 的最大谜团之一,在于它是如何在几乎对所有现代两栖动物都充满敌意的盐水环境中生存的。

这一生理挑战的核心在于两栖动物的皮肤。与其他动物相对防水的皮肤不同,两栖动物的皮肤允许水分和气体自由穿透。这种特性虽然利于呼吸和维持水分,但也使得两栖动物对盐水的副作用极度敏感。

“它们的皮肤具有高度渗透性,能够执行多种生理功能,”Motani 谈到,“它们利用皮肤进行呼吸和水分吸收,因此两栖动物既不通过口腔饮水也不通过口腔呼吸,因为这两项功能都可以通过皮肤完成。”

因此,现代两栖动物通常严重依赖淡水生境或靠近淡水的环境。尽管少数物种演化出了有限的耐盐能力(如食蟹蛙),但即便是这些动物在接触咸淡水时也会出现体重减轻,并必须返回淡水环境中恢复。

然而,远古的 Gerrothorax maritimus 显然演化出了一种截然不同的生理解决方案。

研究人员推测,其广泛分布的骨质铠甲极大地限制了水分通过皮肤的自由进出。这种保护性的外壳可能减少了该动物对直接通过皮肤吸收水分的依赖,取而代之的是通过口腔将海水吸入体内。

根据这一提出的机制,水分会通过消化道被吸收,而动物的鳃则可能帮助排出体内多余的盐分。已知 Gerrothorax 属的其他成员体内存在鳃结构,这为研究人员推测该物种拥有类似于鱼类的盐平衡调节机制提供了有力依据。

这些适应性特征共同解释了该两栖动物如何能够占据一个至今仍对现代近亲关闭的生态位。

化石证据指向完全的海洋生活方式

为了验证 Gerrothorax maritimus 是否真的生活在海洋中,还是其遗骸在死后才被搬运至此,研究团队进行了深入探查。

多项线索强烈支持其终生处于海洋的生活方式:

首先,这些骨骼出土于沉积于深海环境的沉积物中。化石极高的完整性同样为动物的死亡地点提供了关键证据。

“在海洋中漂浮的动物尸体,除非立刻沉入水底,否则在下沉前往往会风干并丢失肢体,”Motani 指出,“但这些动物甚至连纤细的指骨都得到了完美保存,这意味着它们大概率死于其生息的栖息地附近。”这种脆弱骨骼结构的完整保存,表明尸体在抵达海底之前并未经历长距离的搬运。

为了做进一步探究,研究团队分析了化石的化学成分,重点关注锶同位素(不同形态锶的相对丰度)。分析结果与三叠纪晚期海水中的锶同位素特征高度吻合,这为该动物栖息于海洋环境提供了又一个独立的证据支持。

综合化石的保存状态、地质沉积背景以及化学分析结果,研究人员得出了令人信服的结论:Gerrothorax maritimus 的一生完全在海洋中度过。

这一发现揭示了两栖动物意想不到的演化路径,表明至少有一种远古物种成功克服了将其现存亲属长期局限于淡水环境的生物学限制。

该研究获得了中国国家自然科学基金委员会的资助。


Journal Reference: Motani, R., et al. (2024). A bizarre armored marine amphibian from the Late Triassic of China. Nature Ecology & Evolution. DOI: 10.1038/s41559-02X-XXXXX-X
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