龜甲是怎麼形成的?在貴州省關嶺縣距今2.2億年前的晚三疊世早期地層中,找到一塊保存完好的龜甲化石。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。這就是科學家們一直在尋找的進化過渡物種。此前沒有人知道龜殼是如何進化的,但它不可能突然出現。
龜是一種很常見的動物,沒有人覺得它們奇怪。但在科學家眼裏,龜太特殊了,它是生物進化史上最大的謎團。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、後端是尾,兩側是四肢。唯獨龜例外——它的背部是一整塊骨骼。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幹塊肋板,俗稱“龜13點”。如果解剖一隻龜,會發現背甲下就是內髒,椎骨和肋骨已分別插在椎板和肋板裏,並與之完全結合。
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三個屬種,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2億多年,當時這一地區還屬於海洋的一部分。當地百姓時常進山開采石料,也經常發現埋藏在岩石中的動物化石。
2007年,在當地考察的科學家也是在老鄉屋前的一堆廢石料中翻出了半甲齒龜化石。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。
自19世紀以來,科學家們一直在爭論龜的甲殼到底是怎麼形成的。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,龜類祖先的皮膚裏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,融合成若幹較大的骨板;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,然後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。這塊化石證明,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。另外,通過對半甲齒龜各部分骨骼的數據分析,科學家得出“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。科學家推測,龜生活在水裏,動物的腹部容易受到攻擊,這或許也是為什麼先有腹甲後有背甲的原因。而生活在陸地上的爬行動物腹部靠近地麵,基本沒有危險。
恐龍蛋化石
——揭開古生物生殖和生長之謎
在上海自然博物館和北京自然博物館的古生物大廳裏。陳列著高大的恐龍化石和一窩窩的恐龍蛋化石。這些化石為我們揭開恐龍蛋之謎提供了線索。許多科學家進行了幾十年的研究,得出了初步的結論。
恐龍是怎樣生蛋的呢?為了找到這個問題的答案,許多科學家進行了幾十年的研究,初步認為:在恐龍的生殖季節,它們進行交配活動後雌恐龍就自行選擇地勢較高、土地幹燥而且太陽能照到的地方去產卵,恐龍在生蛋之前,先用前肢掘出一個圓坑,然後圍著這個圓坑一圈圈地下蛋,每生完一圈蛋,就用土蓋好,最多可達4圈。
現在發現的恐龍蛋化石,經過7000多萬年已變成了石頭,不再是原來的蛋了,但仍可從中看到恐龍蛋的結構。如果用切片機把恐龍蛋切開,可以清楚地看到裏麵絕大多數為方解石充填,恐龍蛋已完全石化了。
通過對恐龍蛋的研究,可以把不同類型的恐龍蛋進行分類,也可以通過恐龍蛋確定地質時代,從而弄清地層的時代,進一步幫助尋找地下的寶藏。此外還可以進一步探討恐龍的生殖和生長。