本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
乌龟是奇怪的爬行动物。它们很常见——它们带壳的外形很容易辨认——但我们实际上才刚刚开始了解它们是什么,以及它们今天是如何变成这样的。
长期以来,最早的乌龟看起来,嗯,就像乌龟一样,与现代乌龟没有太大的不同。直到最近十年,古生物学家和解剖学家才开始了解它们带壳的形态是如何起源的,以及关键的乌龟创新进化的顺序。当然,并非一切都已尘埃落定。对于古生物学来说,与所有其他事物一样,背景是关键,研究人员仍在努力拼凑出导致乌龟起源的环境和生活方式。
这场辩论中的两个主要竞争者是水和地下。似乎乌龟与众不同的关键特征可能在浅水中进化,就像在洞穴中一样容易。这不是一个小问题。史前生物生活在哪里以及如何生活对于研究重大的进化转变至关重要。(如果你不相信我,问问早期的鲸鱼或带羽毛的恐龙就知道了。)因此,古生物学家斯特凡·劳滕施拉格及其同事现在已经研究了一种原始龟的头部内部,以获得关于爬行动物历史这一关键阶段的更多证据。
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这项新研究的重点是古鳄龟,这是一种在德国发现的2.1亿年前的乌龟。在最近被类似Odontochelys的物种掩盖光芒之前,这种完全带壳的蜥蜴经常被用作最早的乌龟的代表。它现在再次扮演这个角色,或者至少曾经容纳其大脑的空腔是这样。
对两个古鳄龟头骨的CT扫描显示,这种三叠纪乌龟“保留了一个简单的管状大脑”,劳滕施拉格及其合著者写道,这表明这种爬行动物“听觉和视觉平庸,但嗅觉发达”。因此,古鳄龟更有可能闻到你而不是看到你。而且,与其他乌龟相比,古鳄龟是一个异类——它的大脑形状与任何其他生态学被充分理解的乌龟都不太一样。
劳滕施拉格及其同事承认,研究结果并没有解决关于最早的乌龟在哪里进化的长期争论。在一些分析中,古鳄龟的大脑形状看起来像挖掘乌龟。在另一些分析中,它类似于远亲海洋爬行动物的大脑形状。仅凭大脑形状并不能回答这个问题,事实上,它只是突出了这场辩论。一些与挖掘洞穴相关的特征可能在适应水的爬行动物谱系中趋同进化,或者在一个场所进化的特征——如用于挖掘的大爪子——可能会被保留到其他环境中。
至于古鳄龟,劳滕施拉格及其合著者得出结论,这种三叠纪乌龟的地质和骨骼细节表明,它主要是陆生的,但没有像囊鼠龟那样在地下挖掘。大脑扫描数据与这种观点并不矛盾。但是,随着更多的分析和发现,特别是当从三叠纪挖掘出更多物种时,关于第一批乌龟在哪里以及如何进化的问题只会更加激烈。从某种角度来看,这可能是一个令人沮丧的故事。仍然有比答案多得多的问题。但从另一个角度来看,同样的不确定性代表了古生物学赖以生存的发现和辩论的燃料。