撼动恐龙家谱

恐龙关系的一次重大改组可能正在酝酿之中

Jurassic

异特龙剑龙这样的恐龙是否比之前认为的更密切相关?

Brian Switek

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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


1887年11月24日,博物学家哈利·戈维尔·西利站在伦敦皇家学会面前,为古生物学做出了最重要的贡献之一。他的论文是“论通常被称为恐龙的化石动物的分类”——这种可怕的蜥蜴被挖掘出来的数量和种类比任何人预期的都要多。

西利认为,像剑龙异特龙迷惑龙这样的恐龙需要一个新的系统来组织它们的等级。西利在他的演讲开始时指出,其他专家——如来自美国的爱德华·德林克·科普和奥塞内尔·查尔斯·马什,以及来自英国的托马斯·亨利·赫胥黎——之前已经提出了他们自己的分类,但每个系统都有缺陷,专家们对将使用哪些名称没有达成共识。因此,为了理清日益增长的分类学混乱,西利提出,恐龙的主要类群应该根据它们的髋部相互区分开来。

这是一个简单而巧妙的解决方案。当时已知的恐龙的髋骨的三部分排列方式有两种构型。有些恐龙,如梁龙角鼻龙,具有“蜥臀目”或蜥蜴型髋部形状,可以立即从向前指向的耻骨中识别出来。其他恐龙,如弯龙,其耻骨向后指向,与另一块称为坐骨的骨头连接,西利称之为鸟臀目,或“鸟型髋部”形状。


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其他特征强调了这种划分。蜥臀目恐龙仅包括兽脚亚目和蜥脚亚目,它们还因气动骨——或空心骨——而进一步结合在一起。相比之下,鸟臀目包括像剑龙弯龙这样的恐龙。在130年里,西利的安排一直保持稳定。

随着时间的推移,出现了一些挑战和动摇——例如,当一些古生物学家认为,奇怪而多样的鸟臀目恐龙与其他恐龙的亲缘关系较远,应该在著名的名称之外单独归类——而且,诚然,“鸟型髋部”恐龙与鸟类的祖先没有任何关系,这有点令人困惑。尽管如此,后代的古生物学家还是达成了共识,即恐龙总目由蜥臀目和鸟臀目分支组成。兽脚亚目和蜥脚亚目构成了家谱的蜥臀目一侧,它们彼此之间的共同祖先比构成著名家谱另一半的鸟臀目恐龙更近。

现在,西利的经典安排受到了质疑。今年早些时候,古生物学家马修·巴伦、大卫·诺曼和保罗·巴雷特公布了一个新的恐龙系统发育树,它对谁与谁相关提供了非常不同的观点。

巴伦及其同事主要关注原恐龙——技术上称为恐龙形态类——以及从三叠纪到侏罗纪早期的早期恐龙。这是爬行动物时代的开篇章节,那时恐龙开始多样化,但还没有真正统治地球。最近在南美洲、非洲和其他地方的发现开始以前所未有的方式填补这个关键时期的细节,巴伦及其合著者认为,这些古老形态的特征表明了一些意想不到的关系。

在分析了74个分类单元的457个骨骼特征后,巴伦及其合著者得出结论,兽脚亚目和蜥脚亚目毕竟不是彼此最亲近的亲戚。新的家谱更紧密地将霸王龙(一种兽脚亚目)和三角龙(一种鸟臀目)的最早祖先联系起来,而长颈蜥脚类恐龙则位于一个单独的分支上,与一群神秘的早期食肉恐龙——赫雷拉龙科恐龙——结盟。因此,在这个经过改组的恐龙分支巢穴中,兽脚亚目和鸟臀目将属于一个名为鸟 running 足类的类群,而蜥脚亚目和赫雷拉龙科恐龙将成为蜥臀目的新代表。

恐龙关系的新假设。来源:Baron et al 2017

对该论文的正式回应已经开始陆续出现。托马斯·霍尔茨指出,调整后的命名方案可能会减少混乱。例如,现有的名称蜥脚形亚目可以用来标记所有与梁龙的亲缘关系比兽脚亚目更近的动物。另一方面,Pachypodosauria这个术语可以用于这些恐龙。“这样的方案将容纳两种相互竞争的假设:传统的蜥臀目-鸟臀目分裂与新的Pachypodosauria-鸟 running 足类划分,”霍尔茨写道。

所有这些分类学上的争论不仅仅是名称。新的树状图对古生物学家认为最早的恐龙是什么样子,更不用说每个主要亚类是如何进化的,都具有重大意义。如果赫雷拉龙科恐龙只是看起来像兽脚亚目,但实际上是远亲,这意味着超食肉恐龙在家族树的根部附近至少进化了两次。同样,新的排列方式可能解释了为什么一些最早为人所知的鸟臀目恐龙——如异齿龙——具有锋利、大致类似兽脚亚目的牙齿,并且似乎比它们后来的后代更杂食性。

但是新的分类会站得住脚吗?任何系统发育树都是一个假设,都会随着额外的分析和发现而受到检验和改变。其他专家可能不同意分析中选择的物种,或某些骨骼特征在输入数据中是如何编码的。同样,鸟臀目恐龙的早期记录非常稀少,以至于任何新的骨骼的发现都可能显著改变结果。更不用说新的分析提出了一个问题,即为什么兽脚亚目和蜥脚亚目共享减轻骨骼重量的气囊,而鸟臀目——在新分析中与兽脚亚目亲缘关系更近——要么从未进化出这种特征,要么失去了这种特征。

现在几乎无能为力,只能等待。也许新的安排会获得吸引力,并在更多证据的推动下前进。或者也许西利的分类最终会被强调为最能代表恐龙关系的分类。甚至有可能出现其他一些尚未形成的分类。但无论这场讨论的结果如何,新的研究都突显了我们在了解最早的恐龙及其先驱方面取得了多少进展。 

三叠纪的早期曾经只从碎片和残骸中得知。现在,古生物学家正在揭示恐龙和其他生命形式如何在有史以来最严重的生物大灭绝为爬行动物时代扫清道路后迅速起源和多样化的故事。古生物学家可能对这些发现如何改变恐龙分类存在分歧,但不断增长的化石材料财富刺激了这些辩论,这只能是一件好事。

 参考文献

Baron, M., Norman, D., Barrett, P. 2017. 恐龙关系和早期恐龙进化的新假设自然。doi: 10.1038/nature21700

Holtz, T. 2017. 命名法:共享恐龙划分的名称自然。doi: 10.1038/545030d

Seeley, H. 1887. 论通常被称为恐龙的化石动物的分类伦敦皇家学会会刊。43: 165-171 

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