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3.6亿年前"横空出世"的四足陆地动物

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3.6亿年前"横空出世"的四足陆地动物

早期鱼甲龙属的重建显示了身体内部的骨骼。

  英国每日邮报报道,最新的研究发现过去100年对早期脊椎动物的重建方式完全是错误的。科研人员利用高分辨率X射线成像技术研究岩石内部的情况,从而确定首个四足陆地动物的脊椎是如何建造的。然而令古生物学家错愕不已的是,对岩石内部3.6亿年历史的脊椎动物残骸的3D图显示,过去的1个世纪间科学家一直把化石脊椎的位置前后颠倒。

  这项发现推翻了一直以来对四足动物重建的方式,它意味着科学家必须重新思考诸如鱼甲龙属、棘螈和彼得普斯螈等四足总纲生物的脊椎是如何发展的

3.6亿年前"横空出世"的四足陆地动物

3D图片显示了首批四足陆地动物的椎骨是如何拼接在一起的。

  “在过去的100多年间,我们一直认为早期四足动物的脊椎是由三套骨头组成的——一套在前方,一套在顶部,还有一对在后方。”英国皇家兽医学院的斯蒂芬妮·皮尔斯(Stephanie Pierce)博士这样说道。“但是通过同步加速器X射线观测化石内部我们发现这种传统的观点完全是‘本末倒置’。研究结果使我们不得不在教科书上重新书写有关早期有肢动物的脊椎进化。”

  现代四足动物,包括人类的脊椎里每一个椎骨都有一块单独的骨头。早期的四足动物的每一块椎骨都是由多块骨头组成的,但科学家在重建过程中一直都把骨头的排列方式弄反了。

3.6亿年前"横空出世"的四足陆地动物

X射线显示鱼甲龙属脊椎的结构。

  皮尔斯博士与英国剑桥大学的詹妮弗·克拉克(Jennifer Clack)教授带领的国际研究小组将岩石包裹的化石暴露在高能量同步加速器辐射下。大多数已知的早期四足动物的化石,以及首批脊椎鱼类的化石都被围困在岩石里,但X射线过程使得科学家能在不损坏这些精细的残余物的前提下观测到这些化石结构。

  利用位于法国的欧洲同步辐射光源(ESRF),研究小组观测到化石动物的高清细节,他们立即意识到,在每块椎骨中,过去被认为是第一快骨头的椎间体其实是最后一块骨头。这项发现具有“有关四足动物脊椎的功能性进化的长远意义,”研究小组这样总结称。

  皮尔斯博士补充道:“通过了解每一块骨头是如何拼接在一起的,我们能够探索脊椎的移动性并测试在早期陆地移动过程中,它是如何在四肢之间进行力量的转移。”

  其中一个动物还具有“迄今为止未知的骨骼特征,”包括一系列从胸腔中部向下延伸的骨头,这代表着胸骨可能的早期进化。克拉克教授说道:“这些胸腔的骨头是产生胸骨的最早的进化尝试。这样的结构将会加强鱼甲龙属的胸腔力量,使得它在陆地上移动过程中胸部能够支撑身体的力量。”

  早期的胸骨强化了另一理论,那便是鱼甲龙属通过利用前足“拐杖”运动在平地上拖拽自己而实现陆地行走,这类似于弹涂鱼和海豹在陆地上拖拽自己前行的方式。

  在这项发表在期刊《自然》上的研究中,研究小组补充称四足动物“不精确的重建”“重复出现在文献里长达近半个世纪”。他们的发现对于未来研究早期四足动物骨骼进化的理解具有广泛的意义

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