一提到鱷魚(yú),人們立刻會(huì)想到血盆大口,尖牙密布,身披韌甲,待在江河湖海里面時(shí)刻準(zhǔn)備進(jìn)攻獵物的丑八怪。事實(shí)上的確如此,鱷魚(yú)是一種視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)都很敏銳,外貌笨拙其實(shí)動(dòng)作十分靈活的成功掠食者,天生就長(zhǎng)了一副吃肉的模樣,包括人在內(nèi)的所有動(dòng)物都被它列入了菜單。在人類(lèi)占據(jù)地球的今天,鱷魚(yú)生活在一些大江大河和湖泊以及淺海中,空間似乎是小了點(diǎn),但它們絕不允許任何動(dòng)物染指自己的地盤(pán),即便是人類(lèi)踏入也照樣被當(dāng)成點(diǎn)心,所以再兇猛的動(dòng)物見(jiàn)了鱷魚(yú)恐怕也得避讓三分。有人會(huì)問(wèn),鱷魚(yú)憑什么如此霸道?說(shuō)起來(lái)還有一段時(shí)間超過(guò)恐龍的漫長(zhǎng)歷史。
鱷魚(yú)起源于2.2億年前的一個(gè)龐大的鱷形類(lèi)的支系,最早的代表是小型的兩足食蟲(chóng)類(lèi)。遠(yuǎn)古時(shí)期的鱷魚(yú)曾經(jīng)輝煌過(guò),而現(xiàn)代鱷魚(yú)有限的多樣性遮掩了鱷魚(yú)以前的輻射和廣泛的適應(yīng)性??梢哉f(shuō),鱷魚(yú)目前的狀況僅僅是它們前輩光榮歷史的一角。
天下第一鱷
在尋找地球上的第一只鱷魚(yú)之前,我們先談一下什么是鱷魚(yú)。鱷魚(yú)一詞的含義可以分成廣義和狹義兩種,廣義的鱷魚(yú)指的是鱷形類(lèi)這一大類(lèi)動(dòng)物,而狹義的鱷魚(yú)指的則是我們通常所說(shuō)的鱷魚(yú)。值得一提的是,在生命歷史中有很多名字帶“鱷”、外形類(lèi)似鱷魚(yú),而且同樣是大型兇猛的動(dòng)物卻不是鱷魚(yú)。例如有名的狂齒鱷,還有引鱷、鳥(niǎo)鱷、勞氏鱷、波斯特鱷、蜥鱷、武氏鱷等,它們其實(shí)與恐龍一樣都是初龍類(lèi)動(dòng)物。而這里,不管在哪種意義上我們都要尋找第一只鱷魚(yú),但說(shuō)起天下第一鱷,則指的是廣義上的最早的鱷形類(lèi)動(dòng)物。
鱷魚(yú)的起源可以追溯到三疊紀(jì)晚期一類(lèi)叫鱷形超目的動(dòng)物身上。這類(lèi)動(dòng)物可以說(shuō)是最早的鱷形類(lèi),也是今天鱷魚(yú)的遠(yuǎn)古祖先。這一類(lèi)動(dòng)物中的典型代表是來(lái)自英國(guó)南威爾士的跳鱷。這個(gè)鱷魚(yú)祖先可不像今天的鱷魚(yú)那樣長(zhǎng)而厚重,而是身體輕盈而小巧,身長(zhǎng)只有0.5米,頭顱跟今天的鱷魚(yú)一樣很長(zhǎng),上面有細(xì)而突出的牙齒。它的后肢非常長(zhǎng),暗示它們可能是兩足動(dòng)物,而不是四足動(dòng)物。根據(jù)這些特征,古生物學(xué)家推斷它們很有可能以小型爬行類(lèi)、昆蟲(chóng)和其他無(wú)脊椎動(dòng)物為食。
上面說(shuō)的鱷魚(yú)祖先可能是兩足動(dòng)物,這很容易讓人提出一個(gè)問(wèn)題,那就是:這是種完全陸生的動(dòng)物,還以昆蟲(chóng)為食,怎么能把它們和鱷魚(yú)聯(lián)系起來(lái)呢?這要從它們的身體結(jié)構(gòu)說(shuō)起。跳鱷有很多特征和鱷魚(yú)類(lèi)非常的相似,例如橈腕骨和尺腕骨拉長(zhǎng)成棒狀而不是按鈕狀,鳥(niǎo)喙骨具有一向后突出的脊,骨盆含有一開(kāi)放的髖臼。此外,頭顱上也具有很多類(lèi)似鱷魚(yú)的特征:方骨和方軛骨內(nèi)置朝向腦基,鱗狀骨懸于面頰區(qū)之上。這表明鱷魚(yú)的這一祖先在很早的時(shí)候就具備了鱷魚(yú)家族的很多身體基本特征。
鱷形類(lèi)中還有一個(gè)叫做楔形鱷科的代表類(lèi)群,生活在三疊紀(jì)晚期到侏羅紀(jì)早期,在外形上和鱷魚(yú)類(lèi)非常柏像。來(lái)自南非侏羅紀(jì)早期的楔形鱷為我們提供了這一類(lèi)群的特征線索:其體長(zhǎng)約1.4米,能快速奔跑,很有可能是四足行走。頭顱在很多方面是鱷魚(yú)型的:橈腕骨和尺腕骨向前傾斜,這一點(diǎn)跟跳鱷一樣,方形頭顱板位于后部,有鱗狀骨和眶后骨,懸于顳孔區(qū)之上。方骨上部末端的位置是典型的鱷形類(lèi)特征:在楔形鱷中,方形頭顱和耳前骨與鱗狀骨接觸,而在后來(lái)的鱷魚(yú)類(lèi)中則向前移動(dòng),同時(shí)和側(cè)蝶骨接近,后者為中線結(jié)構(gòu),是典型的初龍?zhí)卣?,位于基翼骨和耳前骨之前?/p>
三疊紀(jì)末期發(fā)生了地球生命史上的第三次大滅絕事件,這次滅絕不僅使恐龍成為了世界的主人,也使鱷魚(yú)獲得了發(fā)展的良機(jī)。當(dāng)時(shí)間進(jìn)入侏羅紀(jì)后,鱷魚(yú)也開(kāi)始了多方向進(jìn)化,并很快適應(yīng)了新的生態(tài)空間,向大海、陸棲和水陸兩棲三個(gè)方向演化。
恐龍時(shí)代的鱷魚(yú)
侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)是恐龍繁榮的時(shí)代,同樣也是鱷魚(yú)家族的鼎盛時(shí)期。根據(jù)研究,在那段時(shí)期已發(fā)現(xiàn)的化石鱷類(lèi)有大約150個(gè)屬,而今天只有8個(gè)屬。按照經(jīng)典分類(lèi),大多數(shù)侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)的鱷魚(yú)都屬于一個(gè)叫中鱷的類(lèi)群,它們大都生活在水中,身體上基本沒(méi)有今天鱷魚(yú)的特征。如果說(shuō)今天的鱷魚(yú)身上有為了適應(yīng)環(huán)境和人類(lèi)時(shí)代的特性,那么恐龍時(shí)代的鱷魚(yú)則有著那個(gè)時(shí)代的印跡特征。
你可能知道今天最兇猛的鱷魚(yú)是灣鱷,這種鱷魚(yú)生活在海洋中。其實(shí)早在侏羅紀(jì)就有了生活在海洋中的鱷魚(yú),侏羅紀(jì)原始中真鱷類(lèi)的海鱷類(lèi)就是一個(gè)完全適應(yīng)海洋生活的類(lèi)群。侏羅紀(jì)早期和中期的時(shí)候,在環(huán)歐洲的淺海和人??谏孢^(guò)一類(lèi)被稱(chēng)為steneosaurids的鱷魚(yú),它們具有長(zhǎng)而窄的嘴部,以捕食魚(yú)類(lèi)為生。到了侏羅紀(jì)的晚期,歐洲大陸出現(xiàn)了地蜥鱷類(lèi)的鱷魚(yú),代表有地龍。這個(gè)時(shí)候鱷魚(yú)的身體變得更加結(jié)實(shí),完全適應(yīng)了水生生活,它們可以通過(guò)身體強(qiáng)有力的波動(dòng)來(lái)游泳。尾椎向下彎曲以支撐尾鰭,翼肢為槳狀,身體盔甲消失提高了身體流體力學(xué)的效率。古生物學(xué)家推斷地蜥鱷類(lèi)在陸地上可能很難行走,在水中通過(guò)突然加速來(lái)捕食頭足類(lèi)和魚(yú)類(lèi)。
伯尼斯鱷和海氏鱷產(chǎn)自歐洲的白堊紀(jì)早期,在很多方面類(lèi)似后來(lái)的真正鱷魚(yú)。它們的共同特征是插入的后眶板為一雙凸第一尾椎骨,也就是說(shuō)兩個(gè)關(guān)節(jié)面都像球形,骨質(zhì)鱗甲沿著身體以多列而不是兩個(gè)縱列分布。
在南美洲,侏羅紀(jì)時(shí)出現(xiàn)了很多在陸地上生活的鱷魚(yú),習(xí)性幾乎跟哺乳動(dòng)物差不多。例如阿根廷鱷體長(zhǎng)不到1米,具有分化的牙齒,前部突出的牙齒可能是用來(lái)抓住獵物的,更扁的面頰齒用來(lái)切割肉體。不過(guò),這類(lèi)鱷魚(yú)的很多譜系隨著時(shí)間推移逐漸萎縮。當(dāng)時(shí)的布氏鱷可算是“老大哥”了,體長(zhǎng)超過(guò)4米,擁有強(qiáng)有力的牙齒和下頜骨,四肢較長(zhǎng)而健壯。到了白堊紀(jì)晚期又出現(xiàn)了陸棲鱷類(lèi),例如諾托鱷和科瑪繪鱷,然而目前我們對(duì)其習(xí)性還沒(méi)有了解清楚。
在侏羅紀(jì)的時(shí)候,非洲大陸上出現(xiàn)了又大又兇的大頭鱷類(lèi),它們不光捕食魚(yú)類(lèi),也覬覦著到岸邊飲水的兇猛動(dòng)物。事實(shí)上,當(dāng)時(shí)的環(huán)境讓它們有著極強(qiáng)的適應(yīng)性,在歐洲和非洲的不少地方都發(fā)現(xiàn)了它們的化石。尤其在后期,這類(lèi)鱷魚(yú)的體長(zhǎng)可達(dá)八九米。到了白堊紀(jì),在非洲西南部出現(xiàn)了利比哥鱷,這種鱷魚(yú)相比大頭鱷要小很多,體長(zhǎng)一般不超過(guò)2.5米,是一種中小型食肉動(dòng)物。它們有著類(lèi)似鯊魚(yú)的利齒和鎧甲,最明顯的特征是長(zhǎng)著一個(gè)像豬嘴一樣前突的吻部。其一生的大部分時(shí)光都是在高高的草叢和灌木中度過(guò)的,幼年時(shí)主要靠捕食昆蟲(chóng)、蜥蜴或小型哺乳類(lèi)為生;成年后,它們會(huì)結(jié)伙襲擊中小型恐龍。最值得一提的是,在白堊紀(jì)早期的非洲產(chǎn)生了所有鱷魚(yú)中的巨無(wú)霸——“帝王鱷”。科學(xué)家是在撒哈拉大沙漠中發(fā)現(xiàn)這種史前巨鱷化石的,它的頭骨長(zhǎng)度達(dá)到了2米!通過(guò)測(cè)算,它身體的長(zhǎng)度足有13米,體重約為10噸,咬合力為8000余千克,也就是說(shuō)帝王鱷可以毫不費(fèi)力地咬死在河邊飲水的恐龍。所以,當(dāng)時(shí)恐龍雖然稱(chēng)霸,但也不敢到帝王鱷的地盤(pán)惹事。
四川盆地實(shí)在是名副其實(shí)的侏羅紀(jì)公園,當(dāng)時(shí)的盆地形成了一個(gè)大湖,也成為了鱷魚(yú)的天堂,出現(xiàn)了西蜀鱷這樣的動(dòng)物。骨骼表明它們都是生活在水中的肉食動(dòng)物。你可能想象不到鱷魚(yú)并非都是吃肉的,在白堊紀(jì)早期中國(guó)有一類(lèi)脊質(zhì)鱷,其中的喀邁拉鱷很有可能就是吃素的。在白堊紀(jì)末期霸王龍出現(xiàn)在北美大陸的時(shí)候,同時(shí)也出現(xiàn)了一種叫做恐鱷的巨型鱷魚(yú),其體長(zhǎng)可能達(dá)到了8米—10米以上??茖W(xué)家推斷這些恐鱷主要生活在美國(guó)和墨西哥的一些地區(qū),它們喜歡在三角洲淺灘之類(lèi)的地方出沒(méi),很有可能和霸王龍沖突過(guò),甚至把后者也列入了它們的菜單。但它們的命運(yùn)和霸王龍一樣,在白堊紀(jì)末期因?yàn)榄h(huán)境的變化都從地球上消失了。
除了以上所述外,鱷魚(yú)化石在侏羅紀(jì)中期到白堊紀(jì)末期在淡水和海相沉積物中都很豐富。還有一些被稱(chēng)為dyrosaurids的鱷魚(yú)在白堊紀(jì)早期出現(xiàn),一直存活到了始新世的晚期,即使恐龍從地球上消失了,它們還頑強(qiáng)地生存著。此外值得一提的是,在白堊紀(jì)晚期出現(xiàn)了真正的鱷魚(yú),也就是我們今天所說(shuō)的鱷魚(yú)。
真正的鱷魚(yú)
我們今天所說(shuō)的鱷魚(yú)在科學(xué)研究上屬于Eusuchia類(lèi),正式術(shù)語(yǔ)被稱(chēng)為“真正的鱷類(lèi)”,最早出現(xiàn)在白堊紀(jì)晚期,最初的成員大多數(shù)就非常像現(xiàn)代的鱷魚(yú)。它們和原始的鱷魚(yú)之間有著顯著的區(qū)別:從上頜骨、上顎和翼骨中形成了一個(gè)完整的次級(jí)上顎,此外還有一些其他的頭顱特征。地球歷史進(jìn)入新生代中新世后,氣候開(kāi)始逐步變得干燥,往日遍布世界的熱帶雨林逐步變成了草原,鱷魚(yú)家族大大萎縮了。這一切對(duì)陸地動(dòng)物的影響非常大,許多適應(yīng)干燥氣候的新型哺乳動(dòng)物,例如貓科、熊科等新食肉類(lèi)迅速崛起,占據(jù)了食物鏈的上端。而這一切對(duì)于大型陸地鱷魚(yú)來(lái)說(shuō),卻是個(gè)壞消息。對(duì)氣候變化的不適應(yīng)和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的強(qiáng)大導(dǎo)致了到中新世末期,全球幾乎所有的大型陸棲鱷魚(yú)和相當(dāng)多的兩棲鱷魚(yú)都已難覓蹤跡。
最新的研究發(fā)現(xiàn),今天鱷魚(yú)的祖先是一種已滅絕的盾甲鱷魚(yú),因其頭部長(zhǎng)有厚厚的像盾甲一樣的皮膚而得名。化石發(fā)現(xiàn)于非洲的摩洛哥,時(shí)代可追溯到距今約9500萬(wàn)年前的白堊紀(jì)晚期。通過(guò)對(duì)骨骼化石中遺留下來(lái)的血管痕跡的研究表明,盾甲鱷魚(yú)在頭頂部長(zhǎng)有一個(gè)特殊的硬皮組織,有點(diǎn)類(lèi)似盾牌。這些特征在過(guò)去都是從未有過(guò)報(bào)道過(guò)的,科學(xué)家推測(cè)盾甲的用途可能是吸引異性、恐嚇敵人,也可能起到調(diào)節(jié)鱷魚(yú)頭部體溫的作用。通過(guò)與其他鱷魚(yú)顱骨化石的對(duì)比,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種盾甲鱷魚(yú)的顱骨比其他鱷魚(yú)都要平坦。它們看起來(lái)不大可能會(huì)與陸地上的恐龍搏斗,長(zhǎng)而扁的臉形更利于進(jìn)行埋伏,利用其扁平的雙頜捕食魚(yú)類(lèi)。此外,根據(jù)顱骨化石的分析,科學(xué)家推斷盾甲鱷魚(yú)頭部的長(zhǎng)度可達(dá)1.5米,而身體總長(zhǎng)可達(dá)9米,這比現(xiàn)代及絕大多數(shù)鱷魚(yú)化石的體型都要大得多。
在新生代早期,很多鱷魚(yú)類(lèi)群完全生活在陸地上,在南美洲它們甚至與鳥(niǎo)類(lèi)、食肉的哺乳動(dòng)物生活在一起。
到今天,鱷魚(yú)家族算是經(jīng)歷了一段不平凡的歷史,家族的歷史大體可以用一個(gè)圖來(lái)簡(jiǎn)明地標(biāo)識(shí)出來(lái)。今天的鱷魚(yú)變成了一個(gè)僅有23種的小型類(lèi)群,生活在熱帶的淡水和咸水中,可以分成三科:真鱷科、短吻鱷科和長(zhǎng)’吻鱷科。前面的兩科起源于白堊紀(jì)晚期,全部存活過(guò)了古近紀(jì)和新近紀(jì),分布范圍要比現(xiàn)在廣泛得多,從歐洲和北美,北至瑞典和加拿大,以及所有的熱帶區(qū)域和南方大陸都有幾十種化石的報(bào)道。長(zhǎng)吻鱷是更為完全的水生分子,發(fā)育有長(zhǎng)而窄的用來(lái)吃魚(yú)的嘴部,時(shí)代可以追溯到始新世。其他幾個(gè)類(lèi)群僅僅發(fā)現(xiàn)了它們的化石,一些具有厚重而寬闊的、扁嘴狀的頭顱,其他的一些擁有鋸齒狀類(lèi)似恐龍的牙齒。
鱷魚(yú)之所以有這段漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷史,源于它們身體結(jié)構(gòu)很少變動(dòng)的特點(diǎn)?,F(xiàn)代鱷魚(yú)之間的親緣關(guān)系還沒(méi)完全搞清楚,但中國(guó)科學(xué)家在這方面取得了重要進(jìn)展。他們采用DNA復(fù)性動(dòng)力學(xué)方法和DNA分子鐘技術(shù)研究了揚(yáng)子鱷起源和鱷類(lèi)分子進(jìn)化,證實(shí)揚(yáng)子鱷(屬于短吻鱷)與密西鱷(屬于短吻鱷)之間曾經(jīng)有親緣關(guān)系。他們比較了這兩類(lèi)鱷魚(yú)的基因組結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)二者雖然在DNA序列種類(lèi)上有較大差異,但總復(fù)雜性還是相似的。他們采用自己建立的DNA分子鐘技術(shù),證明揚(yáng)子鱷在3500萬(wàn)年前與泰國(guó)鱷(屬于真鱷類(lèi))有一個(gè)共同的祖先,在4500萬(wàn)年前與灣鱷(屬于真鱷類(lèi))有一個(gè)共同的祖先,而在6500萬(wàn)年前與密西鱷有一個(gè)共同的祖先。密西鱷與揚(yáng)子鱷間的遺傳距離最遠(yuǎn),說(shuō)明在白堊紀(jì)末期歐亞大陸與北美洲分開(kāi),導(dǎo)致它們一直處于遺傳隔離狀態(tài)。此外,還證明揚(yáng)子鱷起源于亞洲。他們首先從DNA分子水平上發(fā)現(xiàn)鱷類(lèi)的進(jìn)化速率比鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi)的進(jìn)化速率慢,提出了解釋爬行動(dòng)物進(jìn)化緩慢的理論。
今天鱷魚(yú)的特征是具有長(zhǎng)長(zhǎng)的嘴部,鼻孔位于嘴尖,所以它們只需要把鼻孔出氣孔露在水面之上就可以呼吸。上頜、上顎和翼狀突向內(nèi)生長(zhǎng)形成一次級(jí)上顎,可以把氣流從口腔中分離,這使得鱷魚(yú)可以在水下進(jìn)食的同時(shí)把嘴張開(kāi)呼吸。鱷魚(yú)捕捉羚羊和其他哺乳動(dòng)物的典型方式就是,抓住它們的一條腿將之拖到水下直至溺死,然后用鋒利的牙齒插進(jìn)獵物的身體側(cè)面,通過(guò)扭轉(zhuǎn)身體的方式來(lái)撕扯下大肉塊。通過(guò)這種方式,它們可以在撕扯肉片的時(shí)候獲得更大的力量。
億萬(wàn)年的演化讓今天的鱷魚(yú)在陸地上有四種運(yùn)動(dòng)方式:①腹部爬行,只利用后肢把身體像雪橇一樣向前推進(jìn),為了從河岸上爬上來(lái);②緩慢爬行,是一種慢速行動(dòng),膝蓋和肘部向外側(cè)伸出;③高速行走,四肢彎曲到身體之下以便快速移動(dòng);④飛奔,這是最不常見(jiàn)的方式,前肢和后肢同時(shí)移動(dòng)。
最后一種飛奔的方式似乎對(duì)于鱷魚(yú)來(lái)說(shuō)有些不可思議。鱷魚(yú)的脊椎是類(lèi)似于箱體橫梁那樣固定的,皮膚中有兩列鱗甲緊緊附著在脊椎上,脊椎柱被縱向肌肉系統(tǒng)固定,后者附著于背部和尾部之上的背甲。這樣一來(lái),鱷魚(yú)是有可能做到飛奔行進(jìn)的。
(裘楓 插圖)