廢石料翻出缺失環節 揭秘世界最古老的龜

　　中國科學家找到明確的化石證據證明，隨著椎骨和肋骨的擴展，龜甲是自下而上形成的，而不是來自皮膚演化

　　中國古生物學家發現了一個迄今為止最古老的龜類化石，它不僅把龜的歷史前推了1000多萬年，而且解開了一個長期困擾科學界的謎團：龜甲是怎么形成的?

　　這塊保存完好的化石，是在貴州省關嶺縣距今2.2億年前的晚三疊世早期地層中找到的。

　　與現在已知所有的龜類不同，這個“最老”的龜長著牙齒，背部的甲殼也不完整。因此，被命名為半甲齒龜。“這就是我們一直在尋找的進化過渡物種。”主持這項研究的中國科學院古脊椎與古人類研究所副研究員李淳說。他告訴《中國新聞周刊》，此前沒有人知道龜殼是如何進化的，但它不可能突然出現。

　　不尋常的龜甲

　　龜是一種很常見的動物，沒有人覺得它們奇怪。但在李淳眼里，龜太特殊了，“它是生物進化史上最大的謎團。”他說，所有的四足動物不論是兩棲類、爬行類，還是鳥類、哺乳類，盡管形態千奇百怪，但骨骼的基本模式是一致的，一根脊椎骨，前端是頭、后端是尾，兩側是四肢。

　　“這就好比各式各樣的汽車，不管是小轎車、大卡車，還是跑車，都是一個鐵皮盒子加四個輪子。唯獨龜例外——它的背部是一整塊骨骼。”在這位生物學家看來，龜與其他四足動物的差別“就好比纜車與汽車的差異那么大”。

　　龜甲由堅硬的背甲與腹甲閉合而成。背甲是一大塊最外層覆蓋著角質盾片(厚度不足人的指甲)的骨骼，包括中間一行椎板和兩側若干塊肋板，俗稱“龜13點”。如果解剖一只龜，會發現背甲下就是內臟，椎骨和肋骨已分別插在椎板和肋板里，并與之完全結合。

　　之所以龜的特殊不被世人所知曉，李淳認為是因為它“太普通了”。他說，假設龜很早就滅絕了，沒有人見過。那么，現在哪怕是發現一塊最普通的龜化石，如果有人提出它不是地球上的物種，這個推論也不過分，“因為它與其他動物差異太大了”。

　　廢石料中翻出“缺失的環節”

　　很多古生物學家都認可龜的特殊性，但很少有人對此進行研究，因為原始龜的化石太少。在這之前，三疊紀時期的龜類化石僅在德國、泰國和阿根廷發現過3個屬種，但它們都已經與現代龜類非常相似——上下頜沒有牙齒，全身包裹著甲殼，因此無法為龜甲的起源提供線索。

　　此次，發現半甲齒龜化石的貴州西南地區，近年來出土了大量的三疊紀海生爬行動物化石。三疊紀距今兩億多年，當時這一地區還屬于海洋的一部分。

　　當地百姓時常進山開采石料，也經常發現埋藏在巖石中的動物化石。據說，中國第一塊三疊紀海生爬行動物化石——“胡氏貴州龍”就是中國著名地質學家胡承志1956年在老鄉家房頂上找到的。

　　2007年，在當地考察的李淳，也是在老鄉屋前的一堆廢石料中翻出了半甲齒龜化石。看到化石的第一眼，“我就知道這里面(包裹著的)是一種我不知道的生物化石”。

　　但從小喜歡養龜的李淳此時并沒有意識到化石是龜，此前他也沒有真正研究過龜。帶回北京后，在實驗室專業設備射出的強光下，李淳隱隱約約看見化石里有一大片骨頭。“我當時推測，只有兩種可能，要么是一種新的齒龍，要么就是龜。”

　　緊張的修復工作開始了。李淳至今仍清楚地記得標本第一個結構修復出來時的情景。“是左后肢最末端的一個指節，細細的、彎彎的。”這讓他進一步推斷“是一種龜，而且很可能是一種迄今為止最原始的龜”。在這之前，人們認為在德國發現的原顎龜是最古老的龜，它生活在距今2.1億年前。

　　整個標本修復出來后，最古老的龜已經確認無疑了，但過渡特征卻并不明顯。正當李淳猶豫是否繼續修復化石的另一面時(這很可能會損壞化石)，一個朋友通過手機給他發來一張化石的照片，問他要不要。“有時運氣來了，真是擋都擋不住啊!這塊化石正是我想要的半甲齒龜的背面。”

　　當半甲齒龜完整的背面結構清晰地呈現在李淳眼前時，他“腦子里一片空白”。“這不正是達爾文理論中的‘缺失的環節’嗎?背甲的椎板已開始骨化，肋板尚未形成，但肋骨明顯扁平加寬。一切都那么完美。”

　　“始祖龜”揭示龜甲形成

　　自19世紀以來，科學家們一直在爭論龜的甲殼到底是怎么形成的。

　　以前占主導的一種說法認為，龜甲是由皮膚中的小骨板演化而成的。按照這種理論，龜類祖先的皮膚里先出現一些小的骨板(類似鱷魚的皮膚);這些小骨板不斷擴大，融合成若干較大的骨板;同時，大骨板下沉到內骨骼上部，與脊椎和肋骨愈合形成龜甲。

　　與之相對的理論則認為，龜先有腹甲，然后椎骨和肋骨長大長寬形成背甲，龜縮進背甲躲避食肉動物。

　　半甲齒龜的背甲尚不完整，而腹甲已經成形。這項研究的參與者之一、加拿大自然博物館的古生物學家吳肖春說：“現在有明確的化石證明，隨著椎骨和肋骨的擴展，龜甲是自下而上形成的，而不是來自皮膚。”

　　有評價說，半甲齒龜在龜類進化中的地位就如同鳥類中的始祖鳥，是目前研究物種進化過程中極度缺乏的中間環節。11月27日出版的英國《自然》雜志刊登了李淳等人對它的研究成果。

　　另外，通過對半甲齒龜各部分骨骼的數據分析，李淳得出“它曾生活在水中，而且對水環境的適應程度與今天的鱉(甲魚)大致相當”的結論。

　　李淳推測，生活在水里，動物的腹部容易受到攻擊，這或許也是為什么先有腹甲后有背甲的原因。美國芝加哥市菲爾德自然博物館的奧利維爾·里佩爾也參與了半甲齒龜的研究，他說，“生活在陸地上的爬行動物腹部靠近地面，基本沒有危險”。

　　李淳一直認為龜類起源于水環境，而不是陸地，這也與傳統觀點截然相反。生活在水里的半甲齒龜，讓他非常興奮，“因為它是最古老的龜”。