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        海中霸王

        2009-04-29 00:00:00許漢奎
        科學(xué)大眾(中學(xué)) 2009年10期

        魚龍、恐龍和翼龍雖都屬于爬行類,而且分別為中生代(距今2.45億年至6500萬年)海中、陸地和空中的霸王,但它們屬于不同的大類,魚龍、蛇頸龍等屬于爬行綱中的調(diào)孔(或闊弓)亞綱,而恐龍和翼龍屬于雙孔(或雙弓)亞綱。由于魚龍大多生活于較深的海域,因此,形成化石很少,人們對它不甚了解,報道的也罕見。但近年來,在貴州西南的興義縣、關(guān)嶺布依族自治縣等一帶,在距今2.3億年的三疊紀中、晚期薄層、中厚層的泥灰?guī)r、灰?guī)r中,發(fā)現(xiàn)了大量魚龍、安順龍、貴州龍、楣齒龍等海生爬行類,以及極為豐富的無脊椎動物,如菊石、雙殼類、腕足類、牙形類、海百合、海參……及植物化石等,引起人們的極大興趣。小小的偏遠山區(qū)陡然熱鬧起來了,中國人、外國人紛至沓來。這一地區(qū)也迅速成為我國繼云南澄江(寒武紀生物大爆發(fā)的澄江生物群就產(chǎn)于此)和遼寧義縣(長毛、長羽毛的恐龍及大量古鳥類的熱河生物群的所在地)之后的第三個世界級的化石寶庫,通過這一寶庫,人們終于能了解魚龍及其他海生爬行類的更多真面目。

        海中霸王

        魚龍一般分布于東特提斯海域的挪威、德國和阿爾卑斯山地區(qū),西特提斯海域的印度、泰國、日本及我國的西藏、四川、貴州、湖北、廣西、安徽等地和西太平洋的加拿大、美國。

        魚龍外形像魚,卻與爬行類相差甚大,它是如何進化而來?的確令人感興趣。地球上最早出現(xiàn)爬行類是在距今3.1億年的晚石炭紀早期,由于它比起兩棲類具有很多優(yōu)勢,如皮膚具有鱗片和角質(zhì)板,可防止體內(nèi)水分蒸發(fā):它產(chǎn)下的羊膜卵,卵內(nèi)有充滿羊水的羊膜囊,卵外又有蛋殼保護,所以卵可以在陸地孵化而不會脫水;而且孵化出的幼體可立即用肺呼吸等等,所以爬行類很快戰(zhàn)勝了兩棲類而統(tǒng)治了陸地。但令人不解的是,到了距今2.45億年的早三疊紀晚期,它們有些成員又返回了海洋,這成了古生物學(xué)家難以破解之謎。返回海洋的爬行類中許多外形變化不大,但它們卻迅速地適應(yīng)了水中生存環(huán)境。而有的卻變化很大,魚龍就是其中突出者。從魚龍的進化中,仍可追尋其變化的軌跡。

        世界上最早的魚龍出現(xiàn)在我國安徽巢湖地區(qū),即巢湖魚龍,距今約2.45億年。它不足1m長,外形與蜥蜴差不多,只是四肢全變了,成了鰭腳狀,橈骨、尺骨變短,腕骨和趾骨增多以便于劃水。到了距今2.35億年的三疊紀中期,它的身體已變成魚形,尾椎骨向下彎曲,形成星月狀強大尾鰭,更便于游泳了,嘴也變長,體長也增至4~5m,眼睛也更大了,便于在深水捕捉獵物。到了距今2.25億~1.5億年的三疊紀晚期到侏羅紀,它發(fā)展到了頂峰:身體像海豚、尾巴像鯊魚,只是尾鰭向下(而鯊魚是向上),背上肉鰭也長出來了;相反,后鰭腳卻退化、變小了,所以游得更快了;嘴更長、更尖,眼睛更大,眼外有骨化鞏膜保護:體型更大了。如西藏和貴州關(guān)嶺地區(qū)發(fā)現(xiàn)的喜馬拉雅魚龍,最大的竟達15m;而在加拿大大不列顛哥倫比亞北部,在距今2.1億年的侏羅紀最晚期的巖層中,發(fā)現(xiàn)一魚龍竟長達23m,成為水中的巨無霸,而最大蛇頸龍也不過13m,遠不是它的對手;在貴州關(guān)嶺地區(qū)當(dāng)時最大的安順龍也只4m,而貴州龍就更小了,僅20~30厘米:至于水中的各種硬骨魚和軟骨魚類都不大。所以魚龍是當(dāng)之無愧的海中霸王,就是現(xiàn)在的大白鯊和虎鯨恐怕也不是它的對手。

        魚龍的天生

        魚龍一般生活于較深的海域,所以形成化石很少,即便找到其化石。也大都很不完整。為何在興義、關(guān)嶺地區(qū)能發(fā)現(xiàn)如此多的魚龍和水生爬行動物化石,而且大多保存很完整?這確實令人感興趣。

        經(jīng)研究,興義、關(guān)嶺一帶,在距今2.3億年前后的三疊紀中晚期,可能是一個巨大的海灣,海灣四周植物繁茂、郁郁蔥蔥,灣內(nèi)風(fēng)平浪靜,水體不深,各種營養(yǎng)物質(zhì)極為豐富,浮游生物眾多,所以各種無脊椎動物極為繁盛。如腕足類、菊石類、雙殼類、牙形類、海參、海膽、海百合……真是琳瑯滿目,而且化石都保存很好,尤其是海百合更是一絕。海百合是常見的海洋動物化石,但由于它身體骨片很多,連接不緊,所以很難形成完整的化石,一般地層中見到最多的是它的莖部,而且也都分成一節(jié)一節(jié)的,很少能見到完整的莖部,更不要說它的萼部了。而在興義、關(guān)嶺地區(qū),不僅能見到一個個保存非常完整的海百合個體,而且它們生長在一起,常形成海百合林,看起來栩栩如生。這在我國還是首次見到,已成為興義、關(guān)嶺地區(qū)一景。而在國外也是極為罕見的。更有趣的是有些海百合竟然附著在漂浮的木頭下,頭朝下生長,這在世界上恐怕絕無僅有。如此生態(tài)環(huán)境充分表明,這里海水是多么地平靜,因而成了海生生物的天堂,所以也引來大量食肉的海生爬行動物,如安順龍、貴州龍、楯齒龍等,這些較小型的爬行動物極適合這樣的淺水環(huán)境。

        魚龍是較大型的爬行類,多生活于較深水的環(huán)境,為何它們對此地也情有獨鐘々原來在繁殖季節(jié),它們都要跑到這里來生兒育女。魚龍多為卵胎生,在關(guān)嶺地區(qū)就發(fā)現(xiàn)小魚龍未完全脫離母體的珍貴化石。這些新生的小魚龍在這里不僅能找到大量食物,而且也能避開大型食肉動物獵食,所以這里也成了魚龍的天堂。

        需要指出的是,距今2.5億年的二疊紀末期,發(fā)生了一次全球最大的生物滅絕事件,50%以上的海生無脊椎動物的科、80%以上的屬和95%以上的種都消失了,爬行動物的杯龍目、盤龍目和獸孔目的成員,大多也滅絕了。到了距今2.45億年三疊紀中期,海生無脊椎動物開始復(fù)蘇,出現(xiàn)了大量新物種。但爬行類似乎復(fù)蘇較晚,所以在貴州西南興義、關(guān)嶺地區(qū)能發(fā)現(xiàn)距今2.3億年三疊紀中晚期如此大量的海生爬行類,這對研究這一時期海生爬行類的復(fù)蘇和新的輻射,無疑是彌足珍貴的。

        盡管黔西南地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量海生爬行類,但有關(guān)它們進化中的一些問題仍有待進一步研究。

        魚龍進化之謎

        在距今約3.8億年的泥盆紀晚期,隨著植物在陸地上進一步大量擴展。也促使海生動物向陸地進軍,其中魚類(總鰭魚、肺魚)經(jīng)歷千辛萬苦。才逐漸進化為具有四肢、能在陸地行走的兩棲類。為了擺脫對水的依賴,它們向內(nèi)陸進展,又經(jīng)歷種種磨難才進化為完全可在陸地生存的爬行類。但到了距今2.45億年的早三疊紀晚期,這些陸生的爬行動物為何又義無反顧地返回了海洋?這很可能與當(dāng)時陸地環(huán)境變得非常惡劣有關(guān)。自二疊紀末生物大滅絕之后,三疊紀早期全球氣候仍很干旱,這也是二疊紀末生物大滅絕原因之一。陸上植被很少,許多地方都沉積了紅色巖層和膏鹽地層。到了距今2.5億年早三疊紀晚期,陸上氣候并無多大改觀,但海里生物卻開始復(fù)蘇了。因海洋受氣候影響較小,所以各種各樣的海生物逐漸多起來,這才迫使以陸地為生的爬行動物只好返回海里求生了。

        許多海生爬行類雖然返回海洋,但它們外形變化不是很大。如貴州龍、楣齒龍等,只是四肢的腳多了蹼,以便于在水中劃水。它們雖然游得不快,但捕捉螺絲、蚌殼等還綽綽有余。而有些爬行類,如魚龍是以捕食魚類為生的,光靠四肢劃水顯然太慢,所以它們的四肢逐漸向鰭腳狀進化。早期魚類的四肢還有橈骨、尺骨、腕骨、跗骨、趾骨,到了晚期只剩下腕骨、跗骨、趾骨等,劃水更靈活了。體形和尾巴也逐漸變了,最終使它成為海中游泳的高手。這充分說明生物的適應(yīng)性是多么強啊!

        魚龍滅絕之謎

        有學(xué)者認為,生物滅絕的法則在陸地和海洋是不同的。在陸地滅絕是從食物鏈的頂端開始,如大型的恐龍等先滅絕,而底端的龜、蛇、蜥蜴等在后。這是因后者食量小,更易于適應(yīng)環(huán)境的變化。而海中則以底端的生物先滅絕,而后才是頂端大型捕食類,如魚龍、上龍等。這是因為海里環(huán)境變化沒陸地快,魚龍等可以靠捕食底端生物如小的魚、蝦等等為生。這一法則割以有理,但奇怪的是海中霸王魚龍在距今約9000萬年的晚白堊紀之前就滅絕了,它比恐龍和翼龍的滅絕早了2500萬年。是什么原因?qū)е卖~龍滅絕呢?迄今尚不清楚。因為生物滅絕往往與環(huán)境劇變有關(guān),而當(dāng)時的各種生態(tài)環(huán)境變化并不大。

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