魚龍“兇殺案”

今天的海洋中危機(jī)四伏，鯊魚等兇猛的肉食動(dòng)物隨時(shí)可能出現(xiàn)，它們的利齒能輕易撕碎獵物的骨肉。不過，遠(yuǎn)古海洋中生活過一類更可怕的肉食動(dòng)物：魚龍。魚龍是恐龍的遠(yuǎn)親，是一類重新返回海洋生存的爬行動(dòng)物。魚龍的身長(zhǎng)多為2～4米，目前已知體形最大的魚龍是新西蘭大魚龍，其體長(zhǎng)可達(dá)34米，哪怕是今天海洋中最大的鯊魚——鯨鯊（最大體長(zhǎng)20米），在新西蘭大魚龍面前也顯得很小。

1814年，首張魚龍化石的照片被公開，并立刻引起人們對(duì)這種怪獸的廣泛討論。由于這種動(dòng)物的結(jié)構(gòu)介于爬行動(dòng)物和魚類之間，所以它在當(dāng)時(shí)被稱為魚蜥蜴或海龍，并最終得名“魚龍”。

魚龍的出現(xiàn)給當(dāng)時(shí)的海洋動(dòng)物帶來了巨大的生存壓力（想象圖）。

從陸地回到海洋

2.45億年前，被喻為恐龍時(shí)代的中生代揭開帷幕。那時(shí)的地球上只有一個(gè)被稱為盤古大陸的超級(jí)大陸。盤古大陸旁是巨大的特提斯洋。陸地上的礦物質(zhì)和含氮有機(jī)物溶解在河水中，源源不斷地匯入靠近陸地的近海。這導(dǎo)致近海的浮游生物大量繁殖，而大量的浮游生物又為魚類等海洋動(dòng)物提供了充足的食物。依靠這些充足的食物來源，海洋中動(dòng)物的數(shù)量達(dá)到了空前高的水平。

與此同時(shí)，陸地上爬行動(dòng)物之間對(duì)食物、洞穴和領(lǐng)地的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。受到海洋中充沛食物的吸引，一些爬行類動(dòng)物來到海岸邊生存。接下來，它們之中的一部分演化成一類新的海棲爬行動(dòng)物——魚龍。

魚龍的出現(xiàn)給魚類和菊石等海洋生物帶來了極大的生存壓力。當(dāng)時(shí)海洋中的動(dòng)物突然要面對(duì)一種全新的捕食者：不但有利齒，還有極強(qiáng)的咬合力。有的魚龍口中有許多鋒利的細(xì)齒，適合捕捉小型海洋動(dòng)物;有的魚龍有鋒利而巨大的板狀齒，能夠迅速殺死更大的獵物。

不僅如此，魚龍?jiān)谒碌囊苿?dòng)速度也很快。借助強(qiáng)有力的尾和鰭，魚龍?jiān)谒心軌蛩查g從靜止加速到70千米/時(shí)（推測(cè)數(shù)據(jù)）。作為陸地爬行動(dòng)物的后代，魚龍雖然能在水下生活，卻依然需要定期浮出水面換氣，因此，它們的鼻孔位于頭部上方，便于它們浮出水面換氣。

魚龍是一類從陸地再次返回海洋生活的爬行動(dòng)物。圖為不同時(shí)期的魚龍（想象圖）。

懸崖尋龍

2016年1月，化石獵人摩爾在位于英格蘭南部的侏羅紀(jì)海岸發(fā)現(xiàn)了一些與眾不同的化石，這些化石應(yīng)該是某種魚龍的前鰭。摩爾在侏羅紀(jì)海岸收集了30多年化石，直覺告訴他這些化石應(yīng)該來自一個(gè)從未發(fā)現(xiàn)的魚龍品種。不久后，摩爾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)再次來到發(fā)現(xiàn)前鰭化石的地點(diǎn)——侏羅紀(jì)海岸懸崖頂部附近。

幾個(gè)世紀(jì)以來，侏羅紀(jì)海岸不斷吸引著全世界的化石收藏者前來尋找化石。侏羅紀(jì)海岸在侏羅紀(jì)時(shí)期是一片熱帶海洋，那里的氣候類似今天南美洲的加勒比海。從陸地上被沖刷進(jìn)海洋的沉積物不斷在當(dāng)時(shí)的侏羅紀(jì)海岸堆積，久而久之形成了由頁(yè)巖和石灰?guī)r構(gòu)成的沉積巖層。再后來，海底上升變成陸地，曾經(jīng)埋藏在沉積巖中的古代水生動(dòng)物遺體被保存在侏羅紀(jì)海岸的巖石中。

摩爾團(tuán)隊(duì)在侏羅紀(jì)海岸的懸崖上發(fā)現(xiàn)了他們要找的魚龍化石。

之前發(fā)現(xiàn)的魚龍前鰭化石讓摩爾堅(jiān)信，發(fā)現(xiàn)化石的區(qū)域附近肯定還有同一條魚龍身上其他部分的化石。果然，在剝離了數(shù)噸沉積物后，摩爾團(tuán)隊(duì)的工作人員發(fā)現(xiàn)了一塊從外形看像是某種動(dòng)物的脊椎骨的化石。發(fā)現(xiàn)化石的消息振奮了團(tuán)隊(duì)的所有成員。但此時(shí)遠(yuǎn)處的天空雷聲轟鳴，看來一場(chǎng)暴雨即將來臨，大雨和海浪可能會(huì)造成懸崖崩塌，寶貴的魚龍化石隨時(shí)可能和懸崖一同沉入大海。于是，摩爾團(tuán)隊(duì)加緊工作，終于在暴風(fēng)雨來臨前，清理出了包括魚龍前鰭和軀干在內(nèi)的化石。

一個(gè)新品種

摩爾對(duì)前鰭化石橫斷面進(jìn)行了數(shù)千次X光成像，并在數(shù)千張成像的基礎(chǔ)上重建了前鰭化石的計(jì)算機(jī)三維模型。在三維模型中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了前鰭化石標(biāo)本內(nèi)部的骨骼結(jié)構(gòu)。之后，科學(xué)家可以利用3D打印技術(shù)將每塊骨骼制成比例精準(zhǔn)的模型，再將所有骨骼拼在一起，就能得到一個(gè)立體模型。

摩爾將新發(fā)現(xiàn)的前鰭化石和之前發(fā)現(xiàn)的魚龍前鰭化石模型進(jìn)行比較：之前的化石標(biāo)本有6根指骨，新發(fā)現(xiàn)前鰭化石至少有9根指骨，并且指骨的長(zhǎng)度大大超過之前的化石標(biāo)本;兩個(gè)鰭化石的整體輪廓也完全不同。因此，摩爾確信這是一種從未被人發(fā)現(xiàn)的魚龍品種，生活年代距今約2億年。摩爾將這個(gè)新品種命名為“摩爾蛇嘴魚龍”。

前鰭表明這頭魚龍屬于一個(gè)從未發(fā)現(xiàn)的品種。

讓摩爾感到迷惑的是，新前鰭化石中指骨數(shù)量比之前發(fā)現(xiàn)的品種都要多。魚龍需要靠前鰭劃水移動(dòng)，前鰭的骨骼數(shù)量過多反而不利于保持形狀，而且，魚龍?jiān)谒驴刂魄蚌捯矔?huì)比較麻煩?；瘺]有保留下魚龍的軟骨，但摩爾認(rèn)為，這種魚龍的指骨之間、甚至是前鰭的周圍區(qū)域都曾經(jīng)填充有軟骨。

這種魚龍前鰭的橫斷面就像飛機(jī)機(jī)翼的橫斷面，這樣可以減少它們?cè)谒杏蝿?dòng)時(shí)受到的阻力。為什么摩爾如此肯定這種魚龍?jiān)谟斡緯r(shí)不會(huì)將鰭折疊起來，緊靠身體兩側(cè)呢？因?yàn)閺那蚌捇募∪馊汉凸趋赖倪B接方式可以看出，這種魚龍的前鰭是上下運(yùn)動(dòng)的。這種運(yùn)動(dòng)方式能讓它們以較快的速度調(diào)轉(zhuǎn)方向，并且更便于它們的前進(jìn)方向始終保持在一條直線上。

趨同進(jìn)化

和新發(fā)現(xiàn)的魚龍化石一樣，海豚的前鰭也是上下運(yùn)動(dòng)的，并且擁有類似魚龍的背鰭。不僅如此，魚龍的身體構(gòu)造的方方面面都十分類似海豚。但前者是爬行動(dòng)物，后者是哺乳動(dòng)物。為什么兩個(gè)截然不同的物種竟然都會(huì)朝著相同的方向演化呢？

雖然魚龍和海豚生活的年代相隔2億多年，但它們生活的環(huán)境是相似的。又因?yàn)橹挥羞m應(yīng)環(huán)境的個(gè)體才更可能留下后代，所以它們身體結(jié)構(gòu)的演化方向也大致相同，這被稱為“趨同進(jìn)化”。和海豚一樣，魚龍也是由生活在陸地的祖先物種進(jìn)化而來的。當(dāng)魚龍的祖先物種適應(yīng)了在水中的生活后，它們也逐漸失去了行走的能力;同時(shí)，魚龍祖先的身體逐漸流線化，它們的爬行足進(jìn)化成了便于游泳的鰭狀肢，并最終進(jìn)化成鰭。

不同物種朝著相同方向演化，被稱為趨同進(jìn)化。

魚龍和海豚有三個(gè)最為關(guān)鍵的區(qū)別：其一，海豚尾鰭的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樯舷聰[動(dòng)，魚龍尾鰭的運(yùn)動(dòng)方向則為左右擺動(dòng)（目前發(fā)現(xiàn)的所有魚龍化石的尾鰭都是豎立的，這點(diǎn)和鯊魚一樣。因此，魚龍的游泳姿態(tài)應(yīng)該也和鯊魚一樣——左右擺動(dòng)尾部）;其二，海豚只有前鰭，魚龍除了前鰭還有后鰭，其作用極有可能是為了保持穩(wěn)定的游泳姿態(tài);其三，魚龍有比海豚更長(zhǎng)更大的鰭，這有助于它們?cè)陂L(zhǎng)距離游泳時(shí)節(jié)省體力。

無頭之謎

在實(shí)驗(yàn)室，工作人員用手中的小型震動(dòng)鑿刀，小心翼翼地將魚龍化石周圍的巖石敲成小小的碎片，將魚龍化石從包圍物中剝離出來。經(jīng)過幾個(gè)月漫長(zhǎng)的等待，實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家終于從包圍物中分離出了魚龍的椎骨和肋骨化石，但魚龍的頭部始終沒有下落。發(fā)現(xiàn)地附近也沒有任何頭部的線索，摩爾因此猜測(cè)這頭魚龍死前可能遭受了襲擊，頭部可能已經(jīng)被咬碎。

魚龍化石的某個(gè)肋骨上一處圓形區(qū)域是肋骨斷裂后愈合的痕跡，這是一處老傷，表明這頭魚龍?jiān)?jīng)遭遇多次襲擊。與軀干分離的椎骨和前鰭很可能表明，它最終死于一次猛烈襲擊，捕食者撕碎了它的身體，并徹底破壞了魚龍的頭部。這是一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)。

化石中的魚龍生前可能遭受了更兇猛的捕食者襲擊（想象圖）。

魚龍化石的一些肋骨上斷裂清晰可見，其中一根肋骨斷成三截。肋骨是保護(hù)魚龍肺部的重要結(jié)構(gòu)，肋骨斷裂表明這頭魚龍的肺部很可能受到穿刺傷。肺部受損會(huì)造成魚龍浮力下降，導(dǎo)致它沉入海底，并被沉積物掩埋。

既然魚龍已經(jīng)是當(dāng)時(shí)海洋中的頂級(jí)捕食者，那么，還有什么動(dòng)物敢襲擊魚龍，并最后置它于死地呢？摩爾的實(shí)驗(yàn)室中保存了一塊其他魚龍品種的糞便化石。這塊糞便化石中可見魚鱗，同時(shí)也包含了一些魚龍的齒。一些體形巨大的魚龍會(huì)捕食較小的魚龍。摩爾相信，這條魚龍很可能是被其他魚龍殺死的。

兇手可能是更兇猛的魚龍

在所有魚龍品種中，最兇猛的是泰曼魚龍，其身長(zhǎng)可達(dá)12米，是魚龍家族中體型較大的品種。除了兇猛，泰曼魚龍的另一個(gè)特點(diǎn)是有一對(duì)特別大的眼睛——單個(gè)眼球直徑達(dá)20厘米，和一個(gè)足球差不多大！巨大眼睛可以幫助這種頂級(jí)捕食者在深海捕捉到獵物身上反射出的微弱光線。泰曼魚龍的眼睛周圍還覆蓋了一圈骨板，能幫助眼球抵抗深海巨大的水壓。

因?yàn)橘_紀(jì)海岸曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過泰曼魚龍的化石，所以摩爾將泰曼魚龍列為重要嫌疑對(duì)象。經(jīng)過一番努力，摩爾找到了一具18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)于侏羅紀(jì)海岸的泰曼魚龍化石。通過對(duì)這件泰曼魚龍的顱骨進(jìn)行三維掃描和計(jì)算機(jī)建模，摩爾還原出了它的下頜肌肉的分布和尺寸。肌肉數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：泰曼魚龍下顎附近有四個(gè)大肌群，總肌肉體積為5000立方厘米，輸出的咬合力最高約為3噸，幾乎是今天地球上咬合力最強(qiáng)的動(dòng)物——灣鱷咬合力的兩倍。如此強(qiáng)大的咬合力足以讓泰曼魚龍無視當(dāng)時(shí)海洋中任何動(dòng)物的防御。這樣看來，如果有什么動(dòng)物能夠殺死一頭魚龍，那么很可能就是泰曼魚龍。

巨大的泰曼魚龍有可能就是“兇手”。圖為泰曼魚龍與一名1.8 米高的男性體形對(duì)比圖。

還原膚色

摩爾在研究過程中驚喜地發(fā)現(xiàn)，魚龍化石保留了相當(dāng)多的皮膚。接下來，摩爾聯(lián)系到了專門分析皮膚化石的科學(xué)家，想看看皮膚化石中是否存在色素。一些小塊的魚龍皮膚化石樣本被送到專門的分析實(shí)驗(yàn)室。樣本首先被機(jī)器噴涂上一層非常細(xì)密的金微粒。每顆金微粒的直徑僅為2納米，可以增強(qiáng)化石這類不導(dǎo)電物體表面的導(dǎo)電性，防止電子在物體表面堆積，提高掃描電子顯微鏡的成像精度。

摩爾從放大后的皮膚化石中發(fā)現(xiàn)了黑素體。黑素體廣泛存在于哺乳動(dòng)物的毛發(fā)、鳥類的羽毛和爬行動(dòng)物的皮膚中。黑素體中含有色素。只要知道黑素體在動(dòng)物組織中的豐度和分布，科學(xué)家就能大致了解這種動(dòng)物生前的膚色和皮膚紋樣。

鯊魚的反影偽裝體色。

黑素體分析顯示，魚龍的背部比腹部顏色更暗，這是一種名為“反影偽裝”的體色分布模式。反影偽裝可以讓動(dòng)物無論從上方還是下方都難以被其他動(dòng)物發(fā)現(xiàn)。今天許多動(dòng)物也采用這種保護(hù)色策略。不僅如此，反影偽裝可能還幫助動(dòng)物抵抗紫外線侵害和調(diào)節(jié)體溫。

魚龍?jiān)诘厍蛏仙盍?.5億年，最終在距今9000萬年前滅絕，比恐龍?jiān)?500萬年從地球上消失。至于魚龍滅絕的原因，有可能是因?yàn)轸~龍適宜捕捉的食物數(shù)量逐漸減少，也有可能是競(jìng)爭(zhēng)不過異軍突起的滄龍類。但即便如此，魚龍依然是整個(gè)中生代的最具代表性的爬行動(dòng)物之一。

小魚龍誕生的瞬間

今天的海洋中同樣生活著許多爬行動(dòng)物，例如海龜。海龜雖然大部分時(shí)間生活在海中，但依然需要爬上陸地產(chǎn)卵。同為爬行動(dòng)物的魚龍演化出了卵胎生的繁殖后代策略——直接在水中產(chǎn)下幼體。采用卵胎生策略的魚龍不用冒巨大風(fēng)險(xiǎn)爬上陸地，也大大提高了后代存活的概率。

2014年，一具發(fā)現(xiàn)于安徽省的罕見魚龍化石反映了魚龍產(chǎn)下后代的瞬間。化石魚龍母親體內(nèi)還有兩條小魚龍。其中一頭小魚龍的頭部已經(jīng)探出母體，身體其余部分還沒離開母體。由于魚龍靠肺呼吸，所以離開母親體內(nèi)的小魚龍會(huì)先向水面游去，去吸進(jìn)它生命中第一口新鮮空氣。但很顯然，小魚龍還沒離開母親體內(nèi)，死亡就在頃刻間降臨。由此，這個(gè)珍貴的瞬間才被永久保存下來。

別叫錯(cuò)恐龍

不少人將中生代期間所有名字中帶“龍”的動(dòng)物都?xì)w為恐龍。這是不對(duì)的。恐龍這個(gè)詞特指生活在陸地的主龍類爬行動(dòng)物（可以理解為具有優(yōu)勢(shì)的爬行動(dòng)物）?？铸埵侵猩膬?yōu)勢(shì)陸棲脊椎動(dòng)物。在侏羅紀(jì)與白堊紀(jì)期間，幾乎所有身長(zhǎng)超過1米的陸地動(dòng)物都是恐龍。中生代天上飛的和水里游的爬行動(dòng)物都不是恐龍。無論是翼龍、魚龍還是蛇頸龍，它們都有各自的歸屬和名稱。