对晚三叠世鱼龙的研究揭示其头骨演化趋势

时间:19-12-23 栏目:动物世界 作者:wenkula 评论:0 点击: 216 次




邓氏萨斯特鱼龙头骨(IGGCAS 2005F001)侧视照片及左侧视线条图,比例尺为5厘米。(尚庆华供图)


鱼龙类是中生代统治海洋时间最久的海生爬行动物类群之一。自20世纪90年代初以来,贵州省关岭县新铺乡已发掘的较完整的大型(体长大于5米者)鱼龙化石骨架已有数十具之多,它们均产于同一层位,即法郎组瓦窑段(或称小凹组),时代为晚三叠世卡尼期。科学家已建立命名了6种大型鱼龙化石属种,其中邓氏萨斯特鱼龙(Shastasaurus tangae),受材料保存状态的限制,其头骨的许多骨骼特征基本无法辨识,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所尚庆华研究员等依据保存完整的大型鱼龙骨骼化石新材料,从侧视、顶视和后视三个观察方向补充介绍了邓氏萨斯特鱼龙头部骨骼形态和骨骼间接触关系, 并重点描述了鱼龙的枕部骨骼结构,并通过不同时代鱼龙类头骨对比,探讨鱼龙头骨的一些演化趋势。2012年5月15日出版的《中国科学》(42卷5期)刊发了该项研究成果。


邓氏萨斯特鱼龙于2011年建立和命名,模式标本(Gmr009)目前保存在贵州省地质调查院,该标本的头骨主要展露背面(顶面)特征,虽然保存相对完整,但由于化石遭受强烈压扁,巩膜环散落在头骨两侧,头骨的颞部后方、颊部和枕部骨骼基本无法辨认。2006年一些学者根据一些新材料对邓氏萨斯特鱼龙头骨进行了重新描述,订正了一些骨骼的特征,但同样是受材料保存状态的限制,未能观察研究枕部骨骼特征。


尚庆华研究员等获知中国科学院地质与地球物理研究所收藏有一具保存较完整的大型鱼龙化石骨架(IGGCAS 2005F001),该骨架的各部位尤其是头部骨骼特征与重新描述和厘定后的邓氏萨斯特鱼龙特征基本一致,归属于邓氏萨斯特鱼龙无疑。由于该标本头部骨骼基本未遭受挤压,通过进一步的化石修理将该头骨从围岩中取出,立体的、完整的头骨展示了前人尚未识别和认识较模糊的骨骼结构。


研究人员对新材料进行仔细观察研究,发现邓氏萨斯特鱼龙发达的前颌骨鼻上支向后伸至外鼻孔背缘中后部,鼻骨参与构成外鼻孔的背后侧缘,上颌骨的鼻后支分隔了泪骨和外鼻孔。外鼻孔周缘骨骼在不同时代的特征变化指示了鱼龙类外鼻孔具有位置逐渐向后、与眼眶距离逐渐缩短的演化趋势。


邓氏萨斯特鱼龙鼻骨后缘和额骨锯齿状缝合,后外侧支和后额骨相交,分隔额骨和前额骨。上颞孔前平台发育中等,长度随个体变大而变短,显示与个体发育的相关性。顶脊前端自顶孔后部分叉,在额骨背面形成显著的V形脊状结构,顶脊侧支后平台略发育。由轭骨、眶后骨、方轭骨和方骨围成颊部腹缘,鳞骨既不参与构成颊部深湾也不参与构成上颞孔边缘。顶骨后缘内凹,基枕骨两侧具较大的翼状突起,上枕骨工字形、稍高,枕大孔较大,后耳骨呈大而宽的板状,镫骨小而窄。


研究人员通过对邓氏萨斯特鱼龙枕部骨骼的研究和对比,推测鱼龙类从三叠纪到白垩纪的进化历程中,颅骨呈现出基枕骨外枕髁区域逐渐缩小,枕髁相对增大,后耳骨逐渐变小,镫骨逐渐变大的演化趋势。


尚庆华研究员说,“邓氏萨斯特鱼龙骨架全长约5米,除前肢残缺外,其他部位基本完整。通过室内修理,将头骨与颈椎(枢椎)完整地分离,并从包埋的围岩中取出,发现头骨仅受轻微的侧向挤压,呈现微弱变形。头骨的左、右侧面、顶面和枕面均保存完好,这种完好的保存状态在同类化石中比较少见。尤其是该标本枕面骨骼均为原位保存,没有任何扰乱和缺失”。
 
该项研究获得了国家自然科学基金和国家重点基础发展计划项目的资助。



中国科学院古脊椎动物与古人类研究所



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