當前位置: 華文世界 > 科學

怪異的史前捕食者魚呼吸空氣,還長著獠牙和四條「四肢」

2024-02-08科學

3.8億多年前,一種光滑、會呼吸空氣的掠食性魚類在澳洲中部的河流中巡邏。如今,這些河流的沈積物則是偏遠內陸的紅色砂巖露頭。

一篇發表在【脊椎動物古生物學雜誌】上的新論文,詳細地描述了這種魚的化石,並將其命名為「Harajicadectes zhumini」。

從至少17個化石樣本中得知,Harajicadectes 是在澳洲中部泥盆紀巖石中發現的第一種相當完整的硬骨魚。它也被證明是一種最不尋常的動物。

見見那個咬人的家夥

這個名字的意思是「朱敏的哈拉吉卡(Harajica)咬人動物」,以其化石的發現地點和推測的捕食習性命名,也是為了紀念為早期脊椎動物研究做出許多貢獻的中國著名古生物學家朱敏。

Harajicadectes 是四足類中的一種魚。這種魚有結實的成對鰭,通常只有一對外部鼻孔。

泥盆紀時期(3.59 - 4.19億年前)的四足魚類長期以來一直引起科學界的極大興趣。它們包括現代四足動物的前身 —— 有脊椎和四肢的動物,如兩棲動物、爬行動物、鳥類和哺乳動物。

例如,最近發現的化石表明,手指和腳趾是在這個群體中出現的。

在澳洲西北部和東部的泥盆紀化石遺址發掘出了許多早期四足動物的驚人發現。但在此之前,大陸內部的樣本很少,只能提供誘人的化石碎片。

漫長的發現之路

科學家對此物種的描述,是50年來孜孜不倦的探索和研究的結晶。

1973年,澳洲國立大學的古生物學家加文·楊( Gavin Young)在探索位於Alice Springs以西150多公裏的 Luritja/Arrernte 國家的中晚泥盆紀哈拉吉卡(Harajica)砂巖時,首次發現了這些化石。

在一個偏遠的山頂上,紅色的砂巖塊裏堆滿了數百條魚化石。它們中的絕大多數是小的溝鱗魚( Bothriolepis)—— 一種廣泛分布的史前魚類,也被稱為盾皮魚,覆蓋著盒子狀的盔甲。

其中還散落著其他魚類的碎片。其中包括一種名為「Harajicadipterus youngi」的肺魚,它的命名是為了紀念加文·楊(Gavin Young)和他多年來對Harajica材料的研究。

還有棘突魚(小的,有點像鯊魚的魚)的刺,葉鱗蟲的板狀物(極其扁平的板狀體),最有趣的是,還有一種以前未知的四足動物的頜骨碎片。

1991年,人們收集了更多這種 Harajica 四足動物的部份標本,包括已故古生物學家艾力斯·裏奇(Alex Ritchie)收集的一些標本。

早期曾有人試圖找出這個物種,但事實證明這很麻煩。然後,弗林德斯大學的探險隊在2016年對該地點進行了考察,發現了第一個幾乎完整的這種動物的化石。

這個美麗的標本表明,多年來收集到的所有零散的碎片都屬於一種新的魚類。它現在被收藏在北領地博物館和美術館,作為 Harajica 的模式標本。

一種奇怪的頂端捕食者

Harajicadectes 長達40厘米,是在Harajica巖石中發現的最大的魚。它很可能是這些古老河流的頂級捕食者,它的大嘴巴兩邊排列著緊密的鋒利牙齒和更大、分布廣泛的三角形尖牙。

它似乎透過趨同前進演化(當不同的生物獨立地前進演化出相似的特征時)結合了來自不同四足動物譜系的解剖學特征。這方面的一個例子是它的頭骨和鱗片的骨骼圖案。它在近親中的確切位置很難確定。

最引人註目,也許也是最重要的特征是其頭骨頂部有兩個巨大的開口,叫做氣門。這些通常只出現在大多數早期硬骨魚類的微小裂縫中。

類似的巨型氣門也出現在「格格納瑟斯魚( Gogonasus)」身上,這是一種來自西澳洲著名的晚泥盆世戈戈組 的海洋四足動物。(它似乎並不是Harajicadectes 的直系親屬。)

它們也出現在與之無關的「Pickeringius」中,Pickeringius是一種早期的鰭魚,也曾在 戈戈組 生活過。

最早的空氣呼吸者?

其他具有這種氣門的泥盆紀動物是著名的「希望螈目(elpistostegalia)」 —— 來自北半球的淡水四足動物,如「希望螈( Elpistostege)」和「提塔利克魚( Tiktaalik)」。

這些動物非常接近四肢脊椎動物的祖先。因此,擴大的氣門似乎至少是在泥盆紀魚類的四個不同譜系中獨立出現的。

唯一有類似結構的現存魚類是雙鰭魚,一種生活在淺水灘和河口的非洲鰭魚。最近證實,它們也是透過氣門吸入水面空氣,以幫助在缺氧的水中生存。

這些結構大致同時出現在泥盆紀的四個譜系中,這為試圖重建遙遠過去的大氣條件的科學家提供了一個化石「訊號」。

它可以幫助我們揭示脊椎動物呼吸空氣的前進演化過程。

如果朋友們喜歡,敬請關註「知新了了」!