江泓

頭骨缺失的古生物化石
說起長鴨子嘴的史前爬行動物的發現,可以追溯到20世紀70年代。湖北省遠安縣政府為了摸清下面各鄉鎮的情況,派出了一支工作組。當工作組進入山區調查的時候,偶然發現了一種遠古生物的化石。這具化石保存在巖石上,身體、四肢和尾巴保存得非常完整,唯獨缺失了頭骨的部分。
沒有頭骨我們如何復原這種史前生物的長相呢?為了弄清它的真面目,古生物學家在周圍展開了進一步的搜索,很快就在遠安縣隔壁的南漳縣發現了另外一具化石,但是新化石也同樣沒有保存頭骨,這樣的巧合給考古學家出了個難題,正是因為缺失頭骨部分,這兩塊無頭化石只能被擱置在博物館的庫房中。

保存有頭骨的扇槳龍化石
時間來到1991年,古生物學家董枝明與羅伯特·卡洛在檢查化石的時候偶然注意到了其中一具保存在中國科學院古脊椎動物與古人類研究所中的無頭化石。經過對比分析,董枝明指出化石具有許多獨立特征,證明其是一個全新的物種。盡管已經判斷出屬于新物種,但是董枝明等人卻沒有給它命名,原因依然是頭骨的缺失。

鴨嘴獸的骨骼
2015年,武漢地質調查中心研究了最早在遠安縣發現的化石,根據化石中能夠像船槳一樣滑動的扇形四肢,古生物學家將其命名為扇槳龍(Eretmorhipis)。為了紀念董枝明與羅伯特·卡洛在研究中做出的重要貢獻,扇槳龍的模式種被命名為卡洛董氏扇槳龍。
直到扇槳龍被命名,我們依然不知道它的腦袋究竟長什么樣,古生物學家猜測扇槳龍的腦袋或許會像湖北鱷一樣,又窄又長。2018年,好消息傳來,在湖北又發現了兩具扇槳龍的化石,其中一具化石保存了完整的頭骨,可當人們第一次看到扇槳龍的腦袋時不由得睜大了眼睛,它的腦袋竟然是這個樣子的!
費盡千辛萬苦,古生物學家終于找到了扇槳龍的頭骨化石,我們也終于知曉扇槳龍究竟長什么樣子。其實扇槳龍的體型并不大,從鼻子到尾巴還不到1米,體重也僅有10千克左右,還沒有一條大魚大呢。
從外形上看,扇槳龍就像是一條四肢變成鰭狀肢的大蜥蜴,而且看上去身體比例嚴重失調,因為它的腦袋實在是太小了!扇槳龍的腦袋只有5厘米長,僅占了身長的1/20,與粗壯的身體和長長的尾巴形成鮮明的對比,就好像是裝錯了腦袋。
別看扇槳龍的腦袋小,但是外形卻非常獨特,一張嘴巴扁而平,如同鴨嘴獸的嘴。扇槳龍的一對小鼻孔長在頭頂靠前的位置,一對小眼睛長在腦袋兩側,說明它們的視力并不是很好。扇槳龍的脖子很短,向后便是粗壯結實的身體,背上還有角質的突起,再往后是逐漸變細的尾巴。
扇槳龍的四肢是4個扇形的鰭狀肢,作用則是像船槳一樣在滑動中提供水中前進的動力同時控制方向,槳狀的四肢也成了扇槳龍名字的由來。
我們總拿鴨嘴獸與扇槳龍作對比,甚至稱扇槳龍是“遠古鴨嘴獸”,這是因為它們的腦袋真的十分相似,都長著扁平的嘴巴、鼻孔長在頭頂上、眼睛很小等。盡管有許多共同點,但是扇槳龍與鴨嘴獸并沒有任何親緣關系,它們一個屬于爬行動物,另一個屬于哺乳動物,時間上更是相差2億多年之久。為什么沒有一丁點關系的扇槳龍和鴨嘴獸會長著相似的腦袋呢?這其實與它們的生存環境與生活方式有關,由于相似的外部條件塑造了相似的身體結構,因此被稱為趨同演化,魚龍和海豚便是趨同演化最著名的例子。
扇槳龍為什么會長出類似鴨嘴獸的腦袋和嘴巴?扁扁的嘴巴又有什么樣的特殊作用呢?我們可以從鴨嘴獸身上尋找答案。

鴨嘴獸的外形特點
鴨嘴獸扁平的嘴巴其實并不堅硬,而且質地較為柔軟,但看上去沒什么特別之處的嘴巴表面上卻布滿了特殊的神經細胞,這種細胞能夠探知周圍生物發出的電磁信號,幫助鴨嘴獸覓食。鴨嘴獸生活在澳大利亞東南部和塔斯馬尼亞島的溪流水塘中,它們白天待在窩里睡覺,到了晚上才出來活動。當夜幕降臨,水中的能見度直線下降,導致鴨嘴獸的眼睛已經派不上什么用場,這個時候就該嘴巴發揮作用了。
鴨嘴獸潛入水中,會貼著水底游動,有的時候還會攪起水底的泥沙。靠著可以感知生物電磁信號的神經細胞,鴨嘴獸能找到那些躲藏在泥沙中或者是巖石縫隙里的小動物,然后將它們統統吃掉。基于鴨嘴獸嘴巴上的秘密,我們得以理解和還原了扇槳龍的生活方式和覓食行為。

鴨嘴獸生活在澳大利亞東南部和塔斯馬尼亞島的溪流水塘中
從扇槳龍的身體結構看,它也是生活在水中的,甚至是生活在更加廣闊的海洋之中。為了捕食海底的甲殼動物、軟體動物,扇槳龍也演化出了類似鴨嘴獸嘴巴上的特殊神經細胞。當扇槳龍潛入海底,來到礁石周圍時,它就會像開啟搜索雷達一樣用嘴巴上的神經細胞“掃描”海底,小動物們很難逃脫。除了搜尋食物,扇槳龍還能夠利用嘴巴上的神經細胞辨別方向,以便它們返回陸地。從扇槳龍四肢的粗壯程度來看,它們應該是能夠爬上陸地的,比如在產卵繁殖的時候。
扇槳龍大部分時間都待在海里,為了能夠潛入較深的海底,它的骨頭變寬變重,就連細長的肋骨都變寬挨在了一起。扇槳龍骨頭的變化不僅增加了體重,而且讓身體更結實更堅固,能夠有效抵御食肉動物的攻擊。
扇槳龍的化石全部來自湖北省,可湖北省明明位于大陸內部,怎么會挖出海洋生物的化石呢?原來在距今2.48億年前的早三疊世時期,當時的地球與今天截然不同,所有大陸都連接在一起,形成了空前遼闊的泛大陸。泛大陸向東面伸出去的狹長陸地將一片海洋包圍,這就是古特提斯洋,而狹長的陸地正是今天中國華北和華南的部分地區,而當時的湖北省被古特提斯洋淹沒,成為淺海盆地環境。
早三疊世的湖北淺海成了生命的樂園,曾經生活著許多奇特的海洋動物,扇槳龍就是其中之一。除了扇槳龍,古生物學家還在湖北省南漳-遠安動物群發現了生存于同一時代的湖北鱷、始湖北鱷、南漳龍、漢江蜥、張家灣巢湖龍等。湖北鱷、始湖北鱷、南漳龍與扇槳龍同屬于湖北鱷目,是真正的親戚,它們的共同特征是腦袋小、身體粗壯、四肢如同船槳,只不過扇槳龍的腦袋比它的親戚們還要小罷了。

前面介紹過,扇槳龍的體長不足1米,與它生活在一起的動物基本也都是相同的體型,根本就無法與之后那些體型巨大的魚龍、蛇頸龍、滄龍媲美,這又是為什么呢?原來在距離扇槳龍生存時代并不遙遠的二疊紀末期,地球經歷了有史以來規模最大的一次生物大滅絕事件,導致了地球上超過90%的物種滅絕,而海洋生物的滅絕率更是達到了史無前例的97%。可以想象,當大滅絕事件過后,海洋突然變得空蕩蕩,而這就為陸地上的爬行動物重返海洋創造了絕佳的機會。
在三疊紀早期的海洋中,出現了這么多外形奇特的海生爬行動物,扇槳龍便是其中的代表。包括扇槳龍在內的化石的發現展示了地球生命的頑強,即便經歷了恐怖的大滅絕事件,依然能夠在短時間內重啟復蘇,而湖北省的發現更是已知最早的海洋爬行動物群落,對于我們探索中生代海生爬行動物的起源和演化提供了關鍵性的寶貴證據!