地球上最早的巨无霸

本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：糖兽，头图来自：视觉中国

一

海洋中的鲸目动物（如鲸鱼、海豚）是在大约5600万年前进化的。又过了大约5000万年，其中一些物种才变得非常庞大。然而，鲸目动物却并非第一批海洋巨兽。

大约在2.49亿年前，鱼龙目动物出现在海洋中，并在接下来的1.5亿年间里都统治着海洋。这些中生代的鱼形海洋爬行动物与现代鲸目动物在体型和生活方式上有很多相似之处，这种情况与它们在时间上实际相隔近2亿年形成鲜明对比。

在一项新研究中，研究人员发现了一块大小可以与现代鲸类动物相媲美的头骨化石。这块保存完好的头骨化石长达2米，其中还连同部分脊骨、肩膀和手臂。他们发现这块化石属于一种体长超过17米的庞然大物，它是鱼龙目中的杯椎鱼龙（Cymbospondylus）的一个新物种。

 鱼龙目Cymbospondylus youngorum的头骨化石。| 图片参考：Natalja Kent / NHM

研究团队将其命名为Cymbospondylus youngorum，并将他们的发现发表在了近期的《科学》杂志上。

二

这块化石是从美国内华达的奥古斯塔山脉中被挖掘出来的。自1902年以来，古生物学家就一直在内华达州的一些山脉中寻找化石，这些化石为了解三叠纪打开了一扇窗，它们将现代与古代的海洋联系在了一起。

 奥古斯塔山脉埋藏着许多生物化石。| 图片参考：Lars Schmitz / NHM

在那里，古生物学家发现了许多菊石，它们是现代头足类动物（如乌贼和章鱼）的有壳祖先；不仅如此，在那里，古生物学家还发现了许多海洋爬行动物，这些标本被统称为化石山动物群（Fossil Hill Fauna）。

化石山动物群中包含Cymbospondylus youngorum的许多猎物以及竞争对手。从Cymbospondylus youngorum细长的嘴部和圆锥形的牙齿来看，研究人员推测这种物种会捕食乌贼和鱼类。同时，它庞大的体型则表明它也可能捕食较小和年幼的海洋爬行动物。

此外，他们还认为这种巨大的捕食者可能经历过一些激烈的竞争。通过复杂的计算模型，研究人员检测了化石山动物群的食物网中可能存在的能量，重现了远古环境，发现除了Cymbospondylus youngorum，当时的海洋食物网可能还存在一些更庞大的食肉性鱼龙动物。

研究表明，新的海洋巨兽Cymbospondylus youngorum生活在2.46亿年前的海洋中，是目前已知的最早的鱼龙目物种，是一系列海洋巨兽的开端。它们只比第一批鱼龙目动物出现的时间晚大约300万年，这意味着它们是在极短的时间内就成长到如此庞大的体型的。

 洛杉矶自然历史博物馆恐龙研究所的志愿者Viji shake在准备标本的过程中，躺在Cymbospondylus youngorum的头骨旁。| 图片参考：Martin Sander / NHM

那么，是怎样的过程推动了体型的快速扩张呢？研究人员发现，鲸目和鱼龙目的共同点不仅限于拥有相同的体型范围，它们还有着相似的体型构型，这些相似之处使它们很具有进行比较研究的科学价值。

研究人员将计算机建模和传统古生物学结合起来，研究了这些海洋动物是如何独立地达到如此大的尺寸的。结果发现，虽然鱼龙目和鲸目动物都进化出了非常大的体型，但它们各自朝着巨型进化的路径是不同的。

鱼龙目似乎在其进化史的初期就经历了体型上的繁盛期，变成了庞然大物，这似乎受益于在二叠纪末期大灭绝后的恢复期中，出现了大量的牙形石和菊石以填补大灭绝后的生态空白。这些生物的大量繁殖为海洋爬行动物提供了充足的食物。

 一具被菊石包围的鱼龙化石，这可能是它们成长为庞然大物的食物来源。| 图片参考：Georg Oleschinski / University of Bonn, Germany

鲸目动物则采取了不同的进化路线，它们的体型扩张似乎都与营养特化有关，比如须鲸（巨大的滤食性鲸）牙齿的缺失，齿鲸下潜到深海进行捕食的进化等。它们用了更长的时间才能达到庞然大物的尺寸。

虽然这二者有着不同的进化路线，但它们都是利用食物链中的生态位来使自己变得庞大的。

三

研究人员表示，通过研究像鱼龙这样的已完全灭绝的动物，我们可以对生命史的复杂性和共性描绘出更丰富的画面。正如这项新研究所发现的那样，这块头骨化石不仅使科学家对海洋爬行动物迅速成长为恐龙时代海洋中的庞然大物有了新的了解，还帮助我们更好地了解了现代鲸目动物是如何成为如此庞大的动物的。未来，利用新研究所汇编的数据集和测试过的分析方法，研究人员将开始考虑包括其他次生水生脊椎动物群体，以便更好地了解它们的进化史。

参考来源：

https://nhm.org/stories/earths-first-giant

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf5787

本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：糖兽