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中國巨蜥科化石新屬種支持巨蜥科的亞洲起源說

發表日期:2022-02-09來源:放大 縮小

  202227日,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所董麗萍、王元青、趙祺、王原與英國、瑞士同行合作在《Philosophical Transactions of the Royal Society B》雜志以封面文章發表了有關巨蜥類演化的研究成果:亞洲始新世一基干巨蜥科新屬種補充了巨蜥科蜥蜴亞洲起源說的證據鏈,說明在亞洲存在由巨蜥型類向巨蜥科演化的過渡階段。

  巨蜥科(Varanidae)是有鱗類中最成功的演化支系之一,因它的成員多體型碩大而受到廣泛關注?,F生代表僅有巨蜥(Varanus)一屬,共80多種,分布在亞洲、非洲、大洋洲,包括了現生最大的蜥蜴——科莫多龍(Varanus komodoensis)。巨蜥屬的體形相似,但卻有著非常高的形態和生態多樣性。從體長約23厘米的丹皮爾巨蜥(Varanus sparnus)到三米多的科莫多龍,澳大利亞已滅絕的古巨蜥(Varanus prisca)體長可達5米。它們有的長于爬樹,有的擅于游泳,食性也千差萬別,昆蟲、青蛙、鳥蛋、小型和大型哺乳動物,甚至螃蟹、漿果都能成為食物?,F生蜥蜴中與巨蜥親緣關系最近的婆羅蜥(Lanthanotus)因僅分布于婆羅島和隱蔽的生活習性,又為巨蜥屬增加了一絲神秘感。

  巨蜥科起源于晚白堊世時分布于歐亞大陸上的巨蜥型類,如亞洲腹地戈壁沙漠的上白堊統中產出了多種保存良好的巨蜥型類化石(Telmasaurus、Ovoo等)。巨蜥屬的起源卻仍有很大的爭議,有亞洲起源、非洲起源以及岡瓦納起源幾種不同假說。確切的巨蜥屬化石記錄來自新近紀早期。因此古近紀這一時期是由巨蜥型類向巨蜥屬演化的重要階段。但古近紀巨蜥類化石材料多只保存為零散的椎體,唯一保存完好者是名為薩尼瓦蜥(Saniwa)的幾件骨架,但這些材料來自現已無巨蜥類分布的北美,使得巨蜥屬的起源之謎更加撲朔迷離。

  中國科學院古脊椎動物與古人類研究所王元青研究員帶領的哺乳動物野外團隊2008年在湖北李官橋盆地的始新統下部發現了一件蜥蜴骨架,經過精心修理、高精度CT掃描和系統的對比研究后認為,它代表了一個巨蜥科新屬種——李氏始祖巨蜥(Archaeovaranus lii),屬名始祖巨蜥源自該屬種與巨蜥屬的系統關系,種名取自在李官橋盆地做了很多重要工作的我國已故著名古哺乳動物學家李傳夔教授的姓氏,作為對他的紀念。

  始祖巨蜥長約1米,在巨蜥類中是屬于中等大小的種類。始祖巨蜥具有很多巨蜥科的典型特征,如外鼻孔后移、吻端加長,齒列位于眼眶之前,犁骨成長棒狀,下頜具有靈活的頜間關節,椎體具有明顯的髁前收縮;但它與巨蜥屬也有明顯的區別,如額骨下的嗅管不封閉,眼眶后緣由軛骨和后眶骨封閉,腭面上長有兩排小牙,肩帶的開孔減少等。始祖巨蜥最特別的特征是它的前后肢(近中段、不包括手和腳)長度相近。這與所有巨蜥類都不同,巨蜥類中后肢明顯長于前肢,在能夠雙足站立的屬種中尤其明顯。前后肢幾乎等長在整個有鱗類中也十分少見,說明了始祖巨蜥可能采取了一種特殊的運動模式,至少與其同時代的薩尼瓦蜥不同。骨組織學分析顯示始祖巨蜥的骨組織學特征與楔齒蜥相似,正型標本所代表的個體在5歲時達到性成熟,死時16歲。

  基于形態對比和系統發育分析,研究團隊還探討了巨蜥科中一些取食功能相關特征的演化。在巨蜥科基干成員中眼眶后緣封閉、額骨下的嗅管開放,同時還保留有腭齒,至冠群巨蜥屬中骨質眶后緣開放、額骨下的嗅管成封閉成管狀,無腭齒。前人對尼羅巨蜥(Varanus niloticus)和與之體型和生態習性相似的泰加巨蜥(Salvator merrianae)的功能學研究顯示,眶后緣開放與否與嗅管開放與否在機械功能性上可能為兩個互補的特征。巨蜥科演化過程中眼眶后緣開放提高了頭骨的取食效率,而封閉額骨下的嗅管來抵消眼眶后緣開放產生的應力增加。腭齒消失指示巨蜥的舌頭可能發生了由輔助食物在口腔內的移動向感知空氣中化學成分的功能演化,但始祖巨蜥等化石屬種中顯示這一演化過程可能是復雜的。

  本研究得到了國家自然科學基金,中科院戰略先導科技專項(B類)以及中國科學院青年創新促進會的支持。

  原文鏈接:https://doi.org/10.1098/rstb.2021.0041 

1 雜志封面李氏始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)復原圖

2 李氏始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)正型標本IVPP V 22770

3 巨蜥類的系統發育學(A)和巨蜥類化石的地理分布(B):始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)是巨蜥屬(Varanus)的最近屬種

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