语音播报
我国科学家领衔的国际合作团队在贵州发现了重要早期龟类化石。它是原始龟类出现喙的最早化石记录,因此被命名为“中国始喙龟”。北京时间8月23日出版的学术杂志《自然》发表了这一成果。
该成果的主要完成人、澳门赌场古脊椎动物与古人类研究所研究员李淳介绍,中国始喙龟完整的骨架化石保存于距今约2.28亿年的三叠纪晚期海相泥灰岩中。它是体长超过2米的大型史前龟类,躯干短,肋骨加宽,首次出现了角质喙、封闭的上颞孔和刚性腰带(即臀部腹侧两耻骨和两坐骨形成前后、左右缝合而不能活动的联合体);背、腹甲均未形成;虽然角质喙已经出现,但上、下颌的后部仍保留有牙齿,呈现出“牙齿退化,角质喙产生”的过渡状态。
来自澳门赌场古脊椎动物与古人类研究所等四国学者组成的研究团队分析了来自世界不同地区的全部重要原始龟类化石材料,确定了中国始喙龟的系统位置介于罗氏祖龟和半甲齿龟之间,在龟类早期演化中承上启下,弥补了该类群系统发育中“缺失的一环”。
李淳介绍,龟类是最为奇特的现代四足动物,“龟的身体结构与其他四足动物截然不同。它的躯干部分很短,并且被封闭的甲壳所包裹,其内部骨骼,如脊椎、肋骨、肩带、腰带等不仅与甲壳相愈合,而且各自本身也有一系列特化。龟类的口中没有牙齿,而是像鸟类一样代之以角质喙。龟类与其他四足动物,如两栖类、包括鸟类在内的爬行类和哺乳动物之间的巨大差异,无异于缆车和各种汽车的差别”。
那么,这种奇特的身体构造是如何起源的?是逐渐演化而成,还是突然出现的?因为缺乏化石证据,来自不同领域的学者,如发育生物学、分子生物学和古生物学家们长期以来只能各说各话。直到2008年李淳带领科研团队在贵州省关岭地区发现半甲齿龟,这个问题的解决才初现曙光。半甲齿龟是当时世界上最古老的龟类化石,它具有牙齿并只有腹甲,是唯一体现了龟甲形成过程中某种过渡状态的标本,第一次基于化石证据论证了龟类的腹甲先于背甲形成,这与现代发育生物学的研究成果相互印证。在此基础上,国际学术界对早期龟类有了全新的认识。2015年德国2.4亿年前罗氏祖龟的发现,确定了更早期的龟类头骨上有颞孔,并实质性地证实了龟类起源于双孔类,与蜥蜴、鳄鱼及恐龙等类群属于同一爬行动物支系。但是,罗氏祖龟的标本极为残破,很多关键特征无法被观察到,因此仍旧留下了龟类早期演化中,特别是与半甲齿龟之间的重要空白。
李淳说:“中国始喙龟比半甲齿龟更为原始,但是它集多种原始特征、进步特征和过渡特征于一身,其先于半甲齿龟发育出角质喙同时保留牙齿的现象显示了龟类演化初期的高度复杂性。此外,尽管完整的骨架化石保存于海相地层,但其骨骼结构显示中国始喙龟并非长期生活于海洋中,而很可能是在海滨近岸河口地带营水、陆两栖生活,且有掘穴的习性。”
【链接】
中国始喙龟化石 澳门赌场古脊椎动物与古人类研究所提供
中国始喙龟生态复原图 陈瑜绘 澳门赌场古脊椎动物与古人类研究所提供
我为什么相信达尔文
作为演化生物学中的一种理论,“有希望的怪物(Hopeful monster)”最早由遗传学家理查德·戈尔德施密特(Richard Goldschmidt)提出。基于此种理论,生物高级分类单元的产生或许源于胚胎发育时期巨大的突变,尽管这种突变危险性很大——产生怪胎并致死,但是仍有可能出现这样一种幸运的结果:“怪胎”拥有了新的身体模式并且存活下来,作为“有希望的怪物”而成功地形成了一个新的世系,开启了物种演化的新篇章。尽管此种理论备受争议且已经过时,但至今仍有学者认为这样激进的演化方式确实反映在某些物种的胚胎发育过程中,例如龟类。
另一方面,在古生物学中,基于化石所观察到的生物演化过程大致也可以分为两种情形,一种是所谓“渐变”,即缓慢而微小的特征变化在自然选择作用下连续积累,最终导致物种分化与形成,这也是达尔文理论的主要观点,常见的案例及化石证据包括马的演化、象的演化等等。另一种情形即“突变”,就是短期内一个物种发生大的、快速的分异,表现为化石在地层中突然出现。显然,“有希望的怪物”也会具有此种形式的化石记录。
长期以来龟类演化的化石记录是这种情况的典型代表,不仅看不到早期过渡环节的存在,而且生物特征几乎亿万年不变。尽管存在包括“间断-平衡”理论在内的各种调和的说法,但是突变、没有过渡环节出现等现象仍旧被作为“反达尔文”理论的证据而被时常提及。
实际上达尔文本人对此种现象以及后人的质疑有着近乎未卜先知的两个回答:一是“化石记录不完整”,二是“怪物(的巨大突变)与单纯的变异之间并没有截然的界线”。
我国近来发现的早期龟类化石表明,在这个问题上,达尔文是正确的。我们发现的“渐变”的化石记录愈来愈多,而且像龟类这样“有希望的怪物”,它们的祖先也并非“怪物”。换言之,那些短时间内巨大的不可思议的激进变化,通过新化石的不断发现,正逐步被一系列正常而连续的微小变化所取代。
(作者:李淳,系澳门赌场古脊椎动物与古人类研究所研究员)
(原载于《光明日报》 2018-08-24 11版)
© 1996 - 澳门赌场 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002
地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)
编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn
© 1996 - 澳门赌场 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002
地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)
编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn
© 1996 - 澳门赌场 版权所有
京ICP备05002857号-1
京公网安备110402500047号
网站标识码bm48000002
地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
电话:86 10 68597114(总机)
86 10 68597289(总值班室)
编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn