2025-05-06 20:23来源:本站编辑
昆士兰以其澳大利亚最大的背骨动物——恐龙的化石而闻名,当然,像侏罗纪的红齿龙,白垩纪的温顿泰坦和其他大型蜥脚类动物。
然而,我们发表在《国家科学评论》杂志上的新论文记录了迄今为止在该州描述的最小的脊椎动物化石。
这是一条非常神秘的小“鱼”,来自靠近北领地边界的偏远地区。大约4亿年前,它生活在海洋环境的浅层边缘。
在辛普森沙漠边缘的图姆巴山脉南端的一个小石灰岩露头中,保存着它的骨架元素的散射。
我们的论文描述了古脊椎骨属的一个新物种,这是已知的第二个物种。值得注意的是,在过去的135年里,古脊柱龙一直由一个单一的物种代表,它生活在苏格兰北部,在我们发现的地球的另一边。
与那个时代几乎所有的鱼类化石不同,古脊柱龙是“赤裸的”,没有外部的真皮骨骼和鳞片。但它确实有一个矿化的内部骨架。
这是化石记录中最古老的显示分段脊柱(一种脊柱)的例子,因此它的名字-希腊语“古代脊椎”。
古脊柱龙的模式物种是从数千个相当完整的标本中发现的,这些标本几乎都来自同一个石板采石场。
当1890年首次被描述时,它在欧洲和北美引起了一系列相互竞争的解释。它属于哪一类动物?
自从它被发现以来,它已经被分配到几乎所有主要的无颌和有颌脊椎动物群中。所有的标本都被压缩,使骨骼元素“融化”在一起。想象力总是在试图识别其部分方面发挥着重要作用。
即使在3D扫描出现之后,最近的三项研究也得出了不同的结论。根据这些研究,古脊柱龙与软骨鱼(鲨鱼)或四足动物(陆地脊椎动物)有亲缘关系。或者它可能是一种茎颚脊椎动物——从所有有颚脊椎动物进化树的底部分离出来的分支。
我们在昆士兰发现的新物种——南古脊柱龙的故事始于1977年。
在20世纪60年代,地质学家雷格·斯普里格预测了辛普森沙漠北部的石油和天然气。矿产资源局正在乔治亚盆地进行地震调查和微化石取样,就在北部。
微化石是一种微小的化石,只能用显微镜研究,但对确定岩石的年龄至关重要。收集了大量的沉积岩样本,最好是石灰石,因为它们可以溶解在酸中。不溶性微化石可以在酸残基中进行鉴定和研究。
1977年,我在克雷文斯峰床(Cravens Peak Beds)一个不起眼的峡谷里收集了一些石灰岩,这些砂岩构成了图姆巴山脉(Toomba Range)的主山脊。令人惊讶的是,它们产生了丰富的泥盆纪鱼类微化石。这是泥盆纪早期(大约4亿年前)海洋延伸到澳大利亚中部的第一个证据。
21世纪初,昆士兰博物馆的古生物学家卡罗尔·伯罗(Carole Burrow)正在研究泥盆纪鱼类微化石的内部结构,以帮助确定岩石的年代。
在克雷文斯峰的样本中,她注意到一些形状独特的微小元素,这些元素由一种不寻常的蜂窝状组织组成。卡罗尔假设这可能是一种新的古脊柱龙,这是苏格兰以外唯一的记录。
因此,在2006年,我们组织了另一次对这个偏远地区的实地考察。
实地考察结束后,卡罗尔的荷兰同事、古生物学家简·登·布劳温(Jan den Blaauwen)回到昆士兰博物馆,发来了她的新图像,显示了苏格兰古脊柱龙(Palaeospondylus gunni)类似的蜂房状结构。
卡罗尔正在用酸蚀刻新收集的样本以便提取任何微化石。幸运的是,她注意到岩石表面出现了一个稍大的标本(尽管仍然很小,只有大约3.6毫米长)。这非常有趣,因为它看起来是两侧对称的。
这可能是脑壳(颅骨内包裹大脑的骨囊)吗?她立即停止了酸蚀,以免它分解成碎屑。
在澳大利亚国立大学,我们的样本在CT扫描前被仔细修剪,揭示了科学上已知的第一个未破碎的古脊柱龙脑壳。
它现在是我们新物种的模式标本。我们还发现了大约400个具有相同蜂窝状结构的其他元素。
CT扫描和3D打印技术揭示了这个独特的未碎保存的脑壳,提供了这个4亿年前的小动物大脑结构的第一个细节。
这些包括颅腔和内耳道的形状,脑垂体和视神经开口的位置,以及颈动脉和颈静脉的细节,颈动脉和颈静脉负责向大脑供血。
值得注意的是,我们对古代大脑形态的好奇心驱动的研究可以追溯到近50年前经济驱动的地质调查,这些调查是为了支持澳大利亚中部的石油和天然气勘探而进行的。
与任何研究结果一样,现在有新的问题需要调查。蜂窝状组织似乎是古脊柱龙独有的,但也可能是包括现代鲨鱼在内的其他一些种群的钙化软骨的前身。
另一种可能是,这可能是填充现代陆地脊椎动物(包括人类)大多数骨骼内部的海绵组织(软骨内骨)的早期进化阶段。
我们这个新物种的独特原型清楚地表明,之前对苏格兰碎料的解释包括了许多不属于脑壳的结构。
我们现在也证明了最近发表在科学杂志《自然》上的一项研究,该研究提出古脊柱龙与我们的四足动物祖先密切相关,这是基于对大脑结构的许多错误解释。
有一件事我们可以肯定——古脊柱龙不是茎型四足动物。
感谢:昆士兰博物馆的Carole Burrow对本文做出了很大贡献。