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論文第一作者、中科院古脊椎所王維副研究員介紹說,系統發育的分析結果也支持隱秘細頸龍化石標本代表一個新屬種,屬于主龍型類早期支系,可能與巨脛龍、長頸龍等同屬長頸龍科,而與梳齒龍、恐頭龍等恐頭龍科成員關系較遠。不過,限于該化石標本保存信息有限,隱秘細頸龍在長頸龍科或恐頭龍科的具體歸屬有待更完整標本來進一步核實。

隱秘細頸龍正型標本及其示意圖。 王維 供圖

在本次研究中,合作研究者圍繞早期主龍型類的頸椎,通過比較各屬種頸椎的數量,以及各屬種每節頸椎的延長程度,引入基于椎體長高比的“延長指數”來反映延長程度,避免化石保存和椎弓形態的干擾。與以往研究相比,此次研究發現在這些主龍型類中,一方面是在不同屬種之間,即使頸椎數量相近,其延長指數的分布也各有差異;另一方面,同一屬種的頸椎數量、延長指數的分布趨勢則相對一致,由此可以用頸椎數量和延長指數來作為該類主龍型類屬種辨別的新依據。

論文通訊作者、中科院古脊椎所李淳研究員指出,隱秘細頸龍的系統發育位置可能介于具有短脖子的巨脛龍與具有超長脖子的長頸龍之間,而隱秘細頸龍的頸部與軀干的相對長度很可能也介于二者之間,表現出一定的中間狀態。然而,隱秘細頸龍的頸椎延長程度卻顯著低于長頸龍,僅與巨脛龍的頸椎延長程度相當,處于爬行動物的一般水平。有趣的是,細頸龍并不是通過延長每節頸椎來加長脖子,反而是增加了頸椎的數量,其頸椎數量超過18節,明顯多于長頸龍科的其他成員,這種增加頸椎數量的策略與恐頭龍趨同。

研究者推測,在這些長頸的主龍型類中,通過增加頸椎數量來增加頸部長度,是更先出現或更為普遍的現象。縱觀所有具有長頸的脊椎動物類群,從蛇頸龍類到蜥腳類恐龍,再到鳥類,通過增加頸椎數量來加長脖子的情況,貌似比通過延長每節頸椎更為常見。也許在胚胎發育時期,改變分節調控過程來增加體節數量,比塑造延長的椎體更容易實現,或帶來更少的危害。

長頸龍的化石和復原骨架。 王維 供圖

王維認為,在各種具有長頸的脊椎動物類中,頸部增長通常是對于取食的適應,例如鷺類的長頸可以靈活的捉魚,蜥腳類恐龍的長頸可以擴大其取食范圍。隱秘細頸龍的發現,也印證了在這些三疊紀(距今2.5億年-2.1億年)主龍型類中,加長的頸部很可能是與其食魚習性有關:在具有超長頸部的細頸龍、長頸龍和恐頭龍中,牙齒呈長椎狀,甚至有顯著的獠齒,且表面具有縱紋,這些特征與食魚密切相關,個別恐頭龍標本的腹中還保存有未消化的魚類。

李淳表示,隱秘細頸龍的發現,提供出又一個以多頸椎來加長頸部的例子,指示這些主龍型類的長頸可能是對捕魚的適應。但可惜的是,隱秘細頸龍的發現還是未能完全解答這些早期主龍型類超長頸部的演化過程,甚至為其系統發育關系、頸部加長方式添加了更多的“干擾因素”,展現出在這類奇特的長頸海生爬行動物演化過程中,頭骨和頸椎特征的交織和反復。因此,早期主龍型類的“長頸之謎”仍有待破解,更多的化石發現和綜合研究還“未完待續”。

據了解,長長的脖子能帶來很多生存優勢,包括拓展視野、便于獲取食物、增加活動范圍等。因此,在自然選擇的作用下,脊椎動物中產生諸多“長頸”的類型,例如蛇頸龍類、蜥腳類恐龍、長頸鹿以及多種鷺鳥等。地球歷史上最夸張的“頸身比”,出現在一些三疊紀的主龍型類身上,這個早期分異的主龍型類支系是一群“長頸族”,部分種類的頸部長度超過其總體長的一半,長頸龍和恐頭龍就是其中的代表。

隱秘細頸龍的生態復原圖。 李可萊 繪制

長頸龍最初發現于三疊紀的歐洲,集中分布在如今的瑞士和意大利,地處古特提斯洋的西岸。近年來,在中國西南地區即古特提斯洋東岸的三疊紀中,研究人員也發現長頸龍化石,其中不乏一些保存精美的完整骨架。長頸龍屬的大型物種體長接近6米,頸部約3米,從脖子與軀干的比例來看,它具有脊椎動物中“最長的脖子”。如此長的脖子,卻只含有13枚頸椎,可見長頸龍是通過單節頸椎增長的方式來發展出長脖子,這在爬行動物中極其罕見。

恐頭龍則僅分布于中國貴州和云南地區,是唯一可以和長頸龍相比肩的另一種“長頸海怪”。它與長頸龍體形類似,恐頭龍體長5米,頸部也將近3米,但恐頭龍的頸部發育有30多節頸椎,憑借增加頸椎的數量來形成超長的脖子,這一點與長頸龍截然不同。

此前研究發現,長頸龍和恐頭龍都是早期分異的主龍型類成員,但彼此和其他主龍型類的親緣關系還不明晰。在古特提斯洋的兩岸,特別是近年來在中國西南地區,研究者還發現若干種與長頸龍、恐頭龍親緣關系相近的爬行動物,包括巨脛龍、富源龍、梳齒龍等,但它們體長不足半米,而且沒有顯著加長的頸部。因此,這些早期主龍型類夸張的長脖子如何演化而來一直備受學界關注。(完)

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