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美国古生物学家提出:龟壳的出现不是为了保护身体,而是…

 willongs 2017-07-16

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【陆龟文摘报】由陆龟公众平台,陆龟吧联合首发

每当看到乌龟背上坚硬的龟壳,我们总会直接联想到是为了保护乌龟的身体。但美国丹佛自然科学博物馆的古生物学博士莱森却不这么想,他和研究团队发现:一开始乌龟背上的龟壳可不是用来当作乌龟的盔甲,这些龟壳其实是为了帮它们挖洞才演化而成。

胖了一圈的蜥蜴

如果我们搭乘时光机,回到2亿6,000万年前恐龙尚未灭绝的南非,我们会在岸边发现手掌大小的生物,抢着把头伸出泥巴,它们看起来就像胖了一圈的蜥蜴:身体肥厚、四肢短胖,但是如果你能把它们抓起来翻面,你会发现它们的身体之所以肥厚,是因为它们的肋骨特别宽也特别平,看起来就像半只壳的乌龟。

最早的乌龟解惑

这种奇妙的生物叫做正南龟,虽然它看起来像蜥蜴,但事实上它是目前人类已知最早的乌龟。

古生物学博士莱森认为,正南龟身上的龟壳根本不是为了防卫,而是为了挖洞,正南龟会用底面的壳把自己牢牢固定在地上,然后用有力的四肢开始挖土。在乌龟成为坚固的行动堡垒前,它们是专业的挖洞者。

图为正南龟的模拟示意图,看起来宛如蜥蜴的它是目前人类已知最早的乌龟。

图为半壳龟的模拟示意图,它的壳只盖住了腹部而非背部,身上没有鳞片但有非常宽的肋骨。

龟壳如何来?

100年来,生物学家都为了乌龟如何演化出龟壳争论不休。古生物学家大都抱持着龟壳是从骨质鳞片演化而来,像鳄鱼、犰狳和许多恐龙都有这种骨质鳞片当盔甲,骨质鳞片到最后会和肋骨与骨干融合,为生物创造出坚实的外表。然而,发育生物学家不同意,他们透过研究现代乌龟的胚胎推断,龟壳由肋骨演化而来,肋骨延伸而出最后包覆全身。

一切争论到了2008 年才有了转机。当时,中国研究人员发现了2 亿2,000 万年前的乌龟化石,当时的龟壳只有盖住乌龟的肚子而非背部,它们干脆称这种乌龟为半壳龟,它的身上完全没有鳞片,但有非常宽的肋骨,发育生物学家的理论被证实是对的。

一只红蠵龟将沙地挖出一个洞,小心翼翼地产卵在洞里。

龟壳原来是为了挖洞方便

此后,古生物学界转而寻找乌龟演化出龟壳是为了什么。

莱森博士回忆道:「当我去专门研究乌龟的研讨会和大家讨论时,他们自然而然就会说(乌龟演化出龟壳)是为了保护自己」、「但这一点道理都没有」。

现代乌龟的龟壳够坚硬也够大,当然可以保护乌龟,但乌龟的祖先正南龟并不是这样,它的龟壳甚至没有盖住正南龟的头、颈和背部,如果真的是为了保护乌龟,那么当时的龟壳应该像鳄鱼和犰狳那样,变成骨质鳞片布满全身,这么一来反而不会防碍乌龟呼吸和行动。

透过大量研究正南龟的化石,莱森博士说:「我们从化石纪录还有观察现代乌龟的龟壳如何发育,第一个最重大的改变就是肋骨变宽。」

肋骨用来支持肺部运动,然而变宽的肋骨限制了躯干的运动,让动物行动的速度变慢,这也是乌龟为什么动作慢吞吞的原因。

莱森博士说:就像鸟类的羽毛一开始演化不是为了飞行,乌龟的龟壳一开始也不是为了保护自己,而是为了挖洞方便,让它们可以逃离南非的极端环境。然而,龟壳的出现虽然让乌龟挖洞方便,但却让它们行动变慢。

鸟类的羽毛,乌龟的龟壳等都是演化过程中「扩展适应」的例子,原本演化出来实现特定功能的特征,随后又出现另一种用途。

刚出生三天就会挖洞的哥法地鼠龟

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