大多数人认为鳄鱼是活化石——顽固不变的史前遗迹,统治了世界上最沼泽的角落数百万年。但根据中俄克拉荷马大学(UCO)和犹他大学领导的新研究,它们的进化史告诉了一个不同的故事
鳄鱼是2.3亿年历史的鳄形目动物谱系中幸存的成员,该谱系包括现存的鳄鱼(即鳄鱼、短吻鳄和鳄鱼)及其许多已灭绝的亲属。鳄鱼的祖先经历了两次大灭绝事件,这一壮举需要进化的敏捷性来适应快速变化的世界
该研究的作者发现,鳄鱼长寿的一个秘密是它们非常灵活的生活方式,无论是在吃什么还是在栖息地。
“许多与鳄鱼密切相关的群体更加多样化,更加丰富,表现出不同的生态,但除今世活着的少数多面手鳄鱼外,它们都消失了,”UCO的主要作者兼助理教授Keegan Melstrom说,他是该大学的博士生,开始这项研究的
“灭绝和生存是同一枚硬币的两面。在所有的大灭绝中,一些群体设法生存和多样化。通过研究这些事件所赋予的更深层次的进化模式,我们能学到什么?”
地球在其历史上经历了五次大灭绝。专家们认为,在栖息地破坏、入侵物种和气候变化的推动下,我们正在经历第六次。确定在行星剧变期间提高生存率的特征可能有助于科学家和环保主义者更好地保护当今的脆弱物种
从历史上看,该领域一直将哺乳动物视为理解大灭绝生存的典范,称赞它们的通才饮食和在不同生态位中茁壮成长的能力。尽管它们具有弹性,但研究在很大程度上忽视了鳄形目
这篇发表在《古生物学》杂志上的论文首次重建了鳄形目动物的饮食生态学,以确定帮助一些群体在两次大灭绝中生存和繁荣的特征——大约2.014亿年前的三叠纪末和大约6600万年前的白垩纪末。
“试图从数百万年前得出结论并将其直接应用于保护是有危险的。我们必须谨慎,”合著者、犹他州自然历史博物馆古生物学馆长、美国地质与地球物理系教授Randy Irmis说
“如果人们研究哺乳动物和爬行动物,并发现它们在灭绝生存方面的相同模式,那么我们可能会预测,具有多面手饮食的物种可能会做得更好。这些信息有助于我们做出预测,但我们不太可能分辨出哪些个体物种会生存下来。”
另一种生活方式的隐藏过去活着的鳄鱼以半水生多面手而闻名,它们在湖泊、河流或沼泽等环境中茁壮成长,等待伏击毫无戒心的猎物。他们不是挑食者
幼崽在进化到更大的食物之前,会吃蝌蚪、昆虫或甲壳类动物等任何东西,比如鱼、小鹿,甚至鳄鱼同伴。然而,今天鳄鱼的统一生活方式掩盖了过去鳄鱼赖以生存的饮食生态的巨大多样性
在晚三叠纪(237-201.4 Ma)期间,Pseudosuchia,一个更广泛的进化群体,包括早期鳄形目和许多其他已灭绝的谱系,统治了这片土地。最早的鳄形目是生态系统中罕见的中小型生物,是食肉动物,主要吃小动物
相比之下,其他伪苏奇人群体在陆地上占主导地位,占据着广泛的生态角色,并表现出令人眼花缭乱的身体形状和大小的多样性
尽管它们占据了主导地位,但一旦三叠纪末灭绝,就没有非鳄形目伪足类动物幸存下来。虽然超食肉鳄形目动物似乎也灭绝了,但陆地多面手却挺了过来。作者假设,这种吃几乎任何东西的能力使它们得以生存,而许多其他群体却灭绝了
梅尔斯特龙说:“在那之后,它就疯了。”。“水生超食肉动物、陆生多面手、陆生超食肉动物和陆生食草动物——鳄形目动物在恐龙时代进化出了大量的生态角色。”白垩纪晚期发生了一些事情,导致鳄形动物数量下降。专门研究不同生态的谱系开始消失,甚至包括陆地上的通才
到白垩纪末的大灭绝事件(以杀死非鸟类恐龙的流星为点缀)时,大多数幸存者都是半水生多面手和一群水生食肉动物。今天的26种现存鳄鱼几乎都是半水生多面手
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除了鳄鱼的微笑,科学家们如何解析数百万年前菜单上的食物?他们分析化石牙齿和头骨的形状,以收集动物饮食的基础。一个下巴上堆满了小刀,很可能正在切开和刺穿肉研钵和杵状烤架可能会分解植物组织。头骨形状决定了动物如何移动嘴巴,为其饮食习惯提供了线索。破译古代动物的饮食可以揭示它会在哪里狩猎,作者称之为饮食生态学
这是一项艰巨的任务。作者参观了七个国家和四大洲的动物和古生物博物馆藏品,以获取他们所需的化石标本。他们检查了99种已灭绝的鳄形目动物和20种现存鳄鱼的头骨,创建了一个跨越2.3亿年进化历史的化石数据集
研究人员之前已经建立了一个活的非鳄鱼数据库进行比较,其中包括89种哺乳动物和47种蜥蜴。这些标本代表了一系列的饮食生态,从严格的食肉动物到专性食草动物,以及各种各样的头骨形状
作为半水生伏击捕食者,今天的鳄鱼在许多不同的环境中大多扮演着相似的生态角色。它们确实继续保持着非常灵活的饮食习惯,这可能是它们极其多样化的进化历史的残余
对于喜马拉雅山麓的Gharial或该国萨帕塔沼泽的古巴鳄鱼等极度濒危的鳄鱼来说,饮食灵活性可能会让它们有机会在我们目前的第六次大灭绝中生存下来。这些物种面临的最大挑战是栖息地丧失和人类狩猎
Irmis说:“当我们看到活着的鳄鱼和短吻鳄,而不是想到凶猛的野兽或昂贵的手袋时,我希望人们欣赏它们惊人的2亿多年进化史,以及它们是如何在地球历史上的许多动荡事件中幸存下来的。”“鳄鱼有能力在未来的许多变化中生存下来——如果我们愿意帮助保护它们的栖息地。”
Journal information: Palaeontology
Provided by University of Utah
2025-04-21
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