在苏格兰斯凯岛发现的一种奇特侏罗纪蜥蜴,正在颠覆我们对蛇类演化的认知。这种被命名为布瑞格纳瑟·埃尔戈伦西斯(Breugnathair elgolensis)的"埃尔戈伪蛇",兼具钩状蟒式牙齿和颌骨结构,以及蜥蜴特有的短躯干与四肢。研究人员历经近十年对这具1.67亿年前的化石进行剖析,揭示其属于全新定义的有鳞类爬行动物分支,同时携带着蛇类与壁虎的双重特征。
来自苏格兰的“伪蛇”
这种新物种被命名为Breugnathair elgolensis,在盖尔语中意为“埃尔戈尔的伪蛇”,取名自其出土地位于苏格兰斯凯岛的该地区。Breugnathair拥有类似蛇的下颚和与现代蟒蛇相似的尖锐弯曲牙齿,但其身体仍然较短,并像典型蜥蜴一样配备了发育良好的四肢。
“蛇类是从类似蜥蜴的祖先进化出长而无肢身体的非凡动物,”该研究的主要作者、美国自然历史博物馆古生物学分馆的麦考利策展人罗杰·本森说。“Breugnathair 具有牙齿和下颚的蛇类特征,但在其他方面,它出人意料地原始。这可能告诉我们蛇类的祖先与我们预期的非常不同,或者它反而可能是证据,表明类似蛇的捕食习性在一个原始的、已灭绝的类群中独立进化。”
重写有鳞类家族树
蛇类和蜥蜴共同构成了被称为有鳞类的爬行动物类群。研究人员将 Breugnathair 置于一个新定义的已灭绝捕食性有鳞类分支中,该分支被称为 Parviraptoridae,此前仅通过不完整的化石为人所知。早期的发现曾表明,具有蛇类牙齿的骨骼和具有壁虎类特征的骨骼来自不同的动物。然而,对 Breugnathair 的新分析表明,这两组特征存在于同一个物种中,将它们统一在一种意想不到的生物体内。
该化石于2016年由苏格兰国家博物馆的斯蒂格·沃尔什在与本森及其同事在斯凯岛的一次考察中首次发现。自那以后,研究团队花了近十年时间对其进行研究,使用了先进的成像技术,例如在法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射设施进行的计算机断层扫描和强X射线。
窥探早期爬行动物进化之窗
“斯凯岛的侏罗纪化石沉积物对于我们理解许多现存生物类群(包括蜥蜴)的早期进化具有全球重要性,它们大约在这个时期开始分化,”来自伦敦大学学院、共同领导这项研究的苏珊·埃文斯说。“我在大约30年前首次根据更零碎的材料描述了 parviraptorids,所以这有点像在你多年前用几块碎片拼出原始图像后,找到了拼图盒的顶部。正如这个新标本所展示的,我们在 parviraptorids 中发现的原始特征和特化特征的组合,是一个重要的提醒,即进化路径可能是不可预测的。”
从头部到尾部将近16英寸(约40厘米)长,Breugnathair 是其生态系统中最大的蜥蜴之一,它很可能捕食较小的蜥蜴、早期哺乳动物以及其他脊椎动物,比如幼年恐龙。但它是蛇类的蜥蜴状祖先吗?因为它具有如此不寻常的特征组合,并且由于揭示早期有鳞类进化的其他化石非常罕见,研究人员未能得出确定的答案。另一种可能性是 Breugnathair 可能是一种茎有鳞类,即所有蜥蜴和蛇类的祖先,它独立进化出了蛇类的牙齿和下颚。
“这块化石让我们前进了一大步,但还没有完全解决问题,”本森说。“然而,它让我们对弄清楚蛇类起源的可能性更加兴奋。”
研究的其他作者包括美国自然历史博物馆的佐伊·库利克、剑桥大学的伊丽莎白·格里菲思·杰森·海德、南非威特沃特斯兰德大学的詹妮弗·博塔以及欧洲同步辐射设施的文森特·费尔南德斯。
部分研究资金由国家研究基金会、Genus: DSTI-NRF 古科学卓越中心以及古生物学信托基金会提供。