为什么长颈？

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

我从小就看着面条颈蛇颈龙长大。在查尔斯·R·奈特和兹德内克·布里安等艺术家的海底描绘中，这些描绘在我从小学图书馆借阅的化石书籍中很常见，古代海洋爬行动物非常灵活，如果它们愿意，它们可以把自己打成结。这些中生代的怪物可以舒适地停留在水面，或隐藏在淤泥的阴暗处，甩出它们的脖子，用针状牙齿的下颚抓住毫无戒心的鱼。

软趴趴的蛇颈龙在过去几十年里已经过时了。尽管还没有出现能与 20 世纪后期恐龙复兴相提并论的蛇颈龙复兴，但专家解剖学家仍然赋予蛇颈龙更僵硬、更笔直的脖子，这些脖子与身体的其余部分协调运作，而不是像独立的、蛇形的附肢那样，可以在身体向另一个方向移动时，向一个方向猛冲。但这仅仅引发了新的问题，从长颈蛇颈龙如何捕捉食物，到像薄板龙这样比例荒谬的动物如何能够在不让自己脖子真正疼痛的情况下迅速游离捕食者。答案需要重新思考这些著名的海洋爬行动物的行为方式。

今天没有任何一种生物像长颈蛇颈龙。古生物学家莱斯利·诺埃和合著者在一项关于海洋爬行动物的新研究中指出，这从一开始就让解剖学家感到困惑。蛇颈龙的脖子似乎太长了，难以置信，这可能是 19 世纪古生物学家 E.D. 柯普最初描述薄板龙时，错误地将头部放在动物另一端的一个因素。但是，即使解剖结构相对理顺了，为什么会进化出这样的脖子仍然是个谜。

关于这种身体如何形成的解释有很多。诺埃和合著者回顾说，一些专家认为，这种长脖子没有真正的适应价值，或者只是早期祖先的遗留物。但这对于具有生物和机械成本的特征来说，并不是一个令人满意的解释，更不用说长颈蛇颈龙从该类群的起源一直持续到它们在白垩纪末期的灭绝。另一方面——或者说是鳍状肢？——像向该物种的其他成员发出信号，以及能够在水下呼吸水面空气等行为可能存在于蛇颈龙的本领中，但不太可能推动这种极端特征的进化。当然，最流行的还是“在水-气界面之上或之下捕获猎物”，但蛇颈龙颈部的相对僵硬会阻止这些动物在将脖子甩来甩去捕捉鱼和鱿鱼时保持身体静止。

为了研究中生代的谜团，诺埃和同事检查了长颈蛇颈龙Muraenosaurus、Cryptoclidus 和 Tricleidus。这三种蛇颈龙都生活在侏罗纪时期，距今 1.66 亿至 1.57 亿年前，在现在保存在英格兰彼得伯勒附近的海洋中。这三种蛇颈龙都长着大致呈三角形的头部和下颚，下颚密布弯曲的、尖刺状的牙齿——一张适合捕捉食物并囫囵吞咽的咧嘴笑。就它们的脖子而言，蛇颈龙的柔韧性远不如历史上描绘的那样。

根据蛇颈龙颈部众多椎骨的关节，诺埃和合著者发现，“蛇颈龙颈部的运动范围受到严格限制。”这种远洋爬行动物几乎没有左右灵活性，在背侧平面上也没有太大的运动空间。换句话说，不能将脖子向侧面甩出去抓鱼，也不能像天鹅一样向后摆出 S 形姿势。但是，这些动物本可以轻松地将脖子向下倾斜，这与先前收集到的关于它们古代饮食的线索相符。

虽然不一定是所有蛇颈龙的规律，但在澳大利亚发现的两种白垩纪物种的肠道内容物表明，蛇颈龙以底栖甲壳类动物为食。诺埃和同事认为，结合头骨和牙齿的解剖结构，这些发现可能意味着长颈蛇颈龙充当了奇怪的筛滤摄食爬行动物。它们并不完全是鲸鲨——相互锁定的牙齿不如鲸须那样适合过滤——但蛇颈龙可能将头部浸入水中，从水柱中捕获成群的鱼，或从海底舀起甲壳类动物，沙子和淤泥从它们的下颚中滤出。

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当然，蛇颈龙不仅仅是脖子。生物体必须被视为一个整体。在这样做时，诺埃和合著者将随着时间推移对蛇颈龙的各种解释强调为一个新的、综合的模型——适合在可以向下弯曲的脖子末端进行滤食的下颚，但在其他方面足够坚硬，可以快速游泳。总而言之，这些特征将蛇颈龙从中生代的怪人转变为进化成功的象征。“我们的工作表明，脖子是蛇颈龙最早期的关键进化创新”，诺埃和同事总结道，这使得这些奇妙的生物在史前海洋中拥有了悠久的历史。

参考文献

Noè, L., Taylor, M., Gómez-Pérez, M. 2017. 理解蛇颈龙长颈作用的综合方法. Acta Palaeontologica Polonica. doi: 10.4202/app.00334.2016