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古生物化石

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鱼龙

   

 鱼龙(拉丁语学名:Ichthyosauria,来自希腊语ιχθυς,“鱼”和σαυρος“蜥蜴”)是一种类似鱼和海豚的大型海栖爬行动物。它们生活在中生代的大多数时期,最早出现于约2.5亿年前,比恐龙稍微早一点(2.3亿年前),约9000万年前它们消失,比恐龙灭绝早约2500万年。在三叠纪中期今天还未能确定的陆栖爬行动物逐渐回到海洋中生活,演化为鱼龙,这个过程类似海豚和鲸的演化过程。在侏罗纪它们分布尤其广泛。在白垩纪它们作为最高的水生食肉动物被蛇颈龙取代。

中文学名

鱼龙

脊索动物门

亚    门

脊椎动物亚门

爬行纲

生活习性

    根据有限的存留在鱼龙化石的胃部的物质,可以分析出鱼龙都吃些什么。早在1853年,Coles就发现鱼龙化石范围内有一些特别的东西,当时以为是鳞片。但是后来,经科学家们研究发现,其实这些是来自乌贼触手的小的钩状结构(已经灭绝的头足类动物,大部分是箭石)。

    鱼龙的标本不仅证明鱼龙产下活的婴儿,而且还进一步证实像鲸类和海豚一样,小鱼龙也是尾巴先生出来。然而,很重要的一点需要注意,“保存了正在生产”的个体在死亡时也许并不是在生产。相反,它们极有可能是在怀孕时死亡的,只是后来在腐烂过程中,婴儿被母亲尸体内产生的气体推到产道之外。这种“死后生产”在今天冲上海滩的鲸中是很常见的。

    婴儿头先位而不是尾先位保存的标本显示,鱼龙有时会发生难产。大概像鲸类和海豚一样,直到头从母亲的泄殖腔中出来,小鱼龙才被“触发”第一次呼吸。因此,如果婴儿头先伸出,那么它极有可能被淹死。1995年,查尔斯.迪明(D.Charles Deeming)博士以及同事研究了鱼龙胚胎后指出,如果发生这种情况,母亲也会死亡,因为死亡的婴儿后来留在泄殖腔中,母亲就会活动受阻。婴儿的腐烂也会漫漫使她流血中毒。也许有时头先位的婴儿的确能够幸存下来,因为在海豚中有头先生产成功的记录。

    可能还会出现的另一个问题是太多婴儿的非正常生产。活产是一个压力和危险性非常高的过程,对于呼吸空气的水生动物来说尤其如此,迪明及其同事还指出,一胎多仔可能导致鱼龙妈妈死亡。

    每年的六月中旬,怀孕的雌性大眼鱼龙会成群结队地游到有大片珊瑚礁和海藻丛的陆表海,尽快生产。这种环境不仅为小鱼龙提供了丰富的食物来源,也是它们的避难所。但是,这里并不适合成年的大眼鱼龙捕食。习惯了在广阔而黑暗的深海里捕食,它们很难适应陆表海水域的明亮阳光和狭小空间,所以它们产下小鱼龙后不久就会离开。小鱼龙离开母体后第一件事就是赶快浮到水面上去吸一口气。它们生下来就很活泼,能够自由游泳。像所有动物的婴儿一样,它们头和眼睛的比例都比成年个体的大。新生的小鱼龙成长初期,珊瑚礁中的洞穴和通道成了它们躲避肉食动物的理想场所。在几个月内,小鱼龙就会长大,进入开阔海域生活。

    鱼形鱼龙主要是以乌贼类为食。即使是长达10米的侏罗纪泰曼鱼龙(Temnodontosaurus)也不例外,虽然它们也时不时吃些大的脊椎动物。除了乌贼,鱼龙还吃鱼和其他海洋动物。简单地说,许多鱼形鱼龙是乌贼捕食者,就象如今的鲸鱼一样。

形态特征

    鱼龙是人们所了解的海洋爬行动物之一。它体型与海豚相似,具有鳍状构造与流线形的头部,适合游泳。鱼龙的游泳速度惊人,靠相互成直角的叶轮片状的尾巴,时速可达40千米。鱼龙的口鼻部又窄又长,嘴上长有尖利的小牙,可以抓住鱿鱼或其他滑溜溜的动物。

    总的来说鱼龙最大超过20米,体重可达80吨以上。它的头像海豚,拥有一个长的、有齿的吻。鱼龙嘴巴长而尖,上下颌长着锥状的牙齿,整个的头骨看上去像一个三角形。像今天的鲔鱼它的体型适于快速游泳,椎体如碟状,两边微凹,一条脊椎骨好像一串碟子被串在一条绳索上,尾椎狭长而扁平。有些鱼龙看上去适合深潜,头两侧有一对大而圆的眼睛,眼睛直径最大可达30厘米,而当前所知,现生脊椎动物中最大的眼睛是蓝鲸的眼睛,直径也才15厘米。因此鱼龙可以在光线暗淡的夜间或深海里追捕乌贼、鱼类等猎物。一些科学家估计,鱼龙可以下潜到海洋中500米的地方(藻谷亮介,2000年)。估计鱼龙的游速可以达到每小时40千米。如同今天的鲸目动物它们呼吸空气和胎萌(有些成年鱼龙的化石包含胎儿)。虽然鱼龙是爬行动物,其祖先是生蛋的,但是鱼龙本身胎萌并不出奇。所有呼吸空气的海生动物不是要到海岸上生蛋(如海龟和一些海蛇),就是得直接在水中产仔(如海豚和鲸)。由于鱼龙流线型的体型它们相当不可能能够爬到岸上生蛋。

    根据藻谷亮介的估计:一条2.4米长的狭翼龙的体重在163至168千克之间,而一条4米长的大眼鱼龙(Ophthalmosaurus icenicus)的体重在930至950千克之间。

    虽然鱼龙看上去像鱼,但它们并不是鱼。史蒂芬•杰•古尔德说鱼龙是他最喜欢的趋同演化的例子。在这里类似的结构相似,但是不同源。他指出:“(鱼龙)与鱼的趋同性是如此之强以至于它们演化在同一地方演化出的背鳍与尾鳍拥有同样的流体力学设计。由于这些结构从没有演化出来,因此它们尤其显著。陆生的爬行动物祖先背上没有板,尾巴上也没有片来作为(这些结构的)前身。”

    事实上最初人们以为鱼龙没有背鳍,因为鱼龙的背鳍里没有硬骨组织,直到1890年代在德国霍尔茨玛登出土的保存异常完好的鱼龙化石显示出其背鳍的痕迹。当地特殊的保存环境允许软组织的痕迹遗留下来。

鱼龙有鳍状的四肢,它们可能被用来起稳定以及转向的作用,而不是用来加速,加速可能主要来自于鲨鱼似的尾鳍。其尾鳍分两叶,其中下叶受到尾椎的支持。

    除与鱼的明显类似处外鱼龙与海豚也有类似的进化标志。两种动物的外形类似,这可能表示其活动也类似,也许它们大致占据了类似的生态位。

    许多鱼状的鱼龙的主要食物是古代属于菊石亚纲的鱿鱼的近亲头足动物。有些早期的鱼龙有能够咬碎贝类的牙齿。它们的主食可能是鱼。一些大型的种拥有强壮的腭和牙齿,说明它们也吃小的爬行动物。由于鱼龙的大小相差很大,而且生存了这么长的时间,因此它们很可能有非常广的食谱。典型的鱼龙有很大的、受角膜环保护的眼睛,似乎说明它们主要在夜间猎食。

    最早的鱼龙是有手和足的,或者叫做鳍状肢。古生物学家曾对此有各种各样的称呼,在过去的十数年里,逐渐形成了习惯称,前面的一对叫做前鳍,后面的一对叫做后鳍。

    鱼龙可能在游泳时用前鳍操纵,就象现存的鱼类和鲸类(海豚和鲸鱼)。一些古生物学家猜测,鱼龙当然是用它们的手、足来推进身体。但是,似乎它们的肩、臂并不象脊椎动物的那样健壮。

    手、足的骨骼在鱼龙的进化过程中经历了巨大的变化,从上面的系统树中可以清楚地观察到鱼龙的手向前鳍的演化:(1)下臂骨变得越来越短;(2)指骨也变得越来越短,最后终于变成了圆盘形;(3)指骨的数量在进化过程的早期开始增加;(4)大拇指消失了,然后在剩下的指骨旁边出现了新的骨节。

演化

    早期的鱼龙看上去更像有鳍的蜥蜴,而不像鱼或者海豚。在加拿大、中国、日本和挪威斯匹兹卑尔根的早期和中早期三叠纪层均找到了这些化石。这些早期的种包括巢湖龙(Chaohusaurus)、短尾鱼龙(Grippia)和歌津鱼龙(Utatsusaurus)。这些属于鱼龙总目,但不属于鱼龙目(藻谷亮介,1997年;藻谷亮介等,1998年)的早期鱼龙在三叠纪晚早期或者早中期演化为真正的鱼龙。这些鱼龙很快就分化为许多种,其中包括像海蛇的、10米长的杯椎鱼龙(Cymbospondylus),以及小一些的、更典型的种如混鱼龙(Mixosaurus)。三叠纪晚期的鱼龙包括比较老式的萨斯特鱼龙科以及更像海豚的加利福尼亚鱼龙(Californosaurus)等。专家们如今还不一致这些鱼龙是否显示了进化的过程,其中萨斯特鱼龙是比较不专一的并系群,逐渐进化为更高级的种类(Maisch和Matzke,2000年),还是它们是从同一祖先发展出来的两种并列的种类(Nicholls和Manabe,2001年)。

    在卡尼克阶和诺利克阶萨斯特鱼龙科的动物达到了很大的长度。在内华达州卡尼克阶地层发现了多具化石的Shonisaurus popularis达到15米长。在太平洋的两岸均有卡尼克阶的萨斯特鱼龙科动物被发现。在西藏发现有西藏喜马拉雅鱼龙(Himalayasaurus tibetensis)。这些10至15米长的鱼龙可能与沙尼龙属于同一属(藻谷亮介等,1999年;Lucas,2001年,117至119页)。在英属哥伦比亚被发现的Shonisaurus sikanniensis达到了21米的长度,这是至今为止最大的海栖爬行动物。

    诺利克阶末这些巨大的动物(以及其小型的近亲)似乎消失了。在英国也有瑞提阶的鱼龙被发现,它们与侏罗纪早期的鱼龙非常类似。与恐龙一样鱼龙及其同期的蛇颈龙幸存了三叠纪末的灭绝事件,并在侏罗纪早期立刻多样化来填补空缺的生态位。

起源

    那时的海洋里还生活着一类短头鱼龙,它的头短而粗,嘴里长着几排像纽扣似的牙,原来它是生活在海底靠吃软体动物为生的鱼龙。它用那纽扣般的牙齿,“咔吧”一下子就压碎了软体动物的壳,把里面鲜嫩的肉一口吞到肚子里。短头鱼龙头虽然小,但个头却不小,它的四肢比同时代的其它鱼龙都要长很多。有的短头鱼龙能长到10~14米,比起混鱼龙来,它可是“彪形大汉”了。

    鱼龙大家族中最常见的就是生活在1.5亿年前的真鱼龙了,我们常说的典型的鱼龙就指的是它。它的身体为流线型,皮肤裸露,很适于在水中游泳。它长长的脑袋,鼻孔长在头上方,嘴里长满了又尖又大的牙,最多可达200个。鱼龙有两只大眼睛,还长着一种叫巩膜环的保护眼睛的结构,这说明鱼龙的视力很强。它的听力也比其他爬行动物好。难怪有人夸它是“眼观六路,耳听八方”的海中霸王呢!鱼龙是怎样在大海中遨游的呢?是像鱼,还是像海豚?科学家告诉我们,它游起来更像现代的企鹅。几年前,在英国的一个博物馆地下的采石场里,发现了一些鱼龙化石,有脖子、前肢和尾巴。经过仔细的研究,发现鱼龙是用前肢作“定向舵”,用大尾巴作推动器。如果它想缓慢游动时,就用两个前肢划水,如果要快速前进时,就使劲地摇动大尾巴,像箭一样,划过水面,飞驰而去。

种群分类

    当前较一致的意见是根据肢骨鳍脚构造的联接关系分为两大类,宽足类和窄足类,它们共分为五个科。①混鱼龙科mixosauridae,②短头鱼龙科om-phalosauridae,③萨斯特鱼龙科shastasauridae,④鱼龙科ichthyosauridae,⑤块鳍鱼龙科stenopterygiidae。

    前三科主要生存于三叠纪,是一些较原始的鱼龙,一般个体较小,形态较原始。后两个科主要包括侏罗纪和白垩纪一些进步的鱼龙。

    中国鱼龙化石发现和研究都较晚,第一件鱼龙化石是1964年杨钟健命名的茅台混鱼龙(mixosaurus mao-taiensis)。1964年的希夏邦玛峰科学考察中,在西藏定日地区发现鱼龙化石,1966年,珠穆朗玛峰地区科学考察队在聂拉木县土隆地区采集到一件大型的鱼龙,被命名为西藏喜马拉雅鱼龙(himalayesaurus tibetensis),1965年,安徽巢县三叠系早期地层中发现了一个小型的鱼龙──龟山巢湖龙(chaohusaurus guishanensis)是世界上已知最早出现的一个属。

    鱼龙作为海洋性的动物,其分布是世界性的。从早三叠世晚期出现到白垩纪末绝灭,一直是一类海洋中生活得非常成功的动物。在中生代末它们与恐龙、翼龙等一起绝灭。



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