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烏龜是奇怪的爬行動物。它們很常見——它們帶殼的外形很容易辨認——但我們實際上才剛剛開始瞭解它們是什麼,以及它們今天是如何變成這樣的。
長期以來,最早的烏龜看起來,嗯,就像烏龜一樣,與現代烏龜沒有太大的不同。直到最近十年,古生物學家和解剖學家才開始瞭解它們帶殼的形態是如何起源的,以及關鍵的烏龜創新進化的順序。當然,並非一切都已塵埃落定。對於古生物學來說,與所有其他事物一樣,背景是關鍵,研究人員仍在努力拼湊出導致烏龜起源的環境和生活方式。
這場辯論中的兩個主要競爭者是水和地下。似乎烏龜與眾不同的關鍵特徵可能在淺水中進化,就像在洞穴中一樣容易。這不是一個小問題。史前生物生活在哪裡以及如何生活對於研究重大的進化轉變至關重要。(如果你不相信我,問問早期的鯨魚或帶羽毛的恐龍就知道了。)因此,古生物學家斯特凡·勞滕施拉格及其同事現在已經研究了一種原始龜的頭部內部,以獲得關於爬行動物歷史這一關鍵階段的更多證據。
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這項新研究的重點是古鱷龜,這是一種在德國發現的2.1億年前的烏龜。在最近被類似Odontochelys的物種掩蓋光芒之前,這種完全帶殼的蜥蜴經常被用作最早的烏龜的代表。它現在再次扮演這個角色,或者至少曾經容納其大腦的空腔是這樣。
對兩個古鱷龜頭骨的CT掃描顯示,這種三疊紀烏龜“保留了一個簡單的管狀大腦”,勞滕施拉格及其合著者寫道,這表明這種爬行動物“聽覺和視覺平庸,但嗅覺發達”。因此,古鱷龜更有可能聞到你而不是看到你。而且,與其他烏龜相比,古鱷龜是一個異類——它的大腦形狀與任何其他生態學被充分理解的烏龜都不太一樣。
勞滕施拉格及其同事承認,研究結果並沒有解決關於最早的烏龜在哪裡進化的長期爭論。在一些分析中,古鱷龜的大腦形狀看起來像挖掘烏龜。在另一些分析中,它類似於遠親海洋爬行動物的大腦形狀。僅憑大腦形狀並不能回答這個問題,事實上,它只是突出了這場辯論。一些與挖掘洞穴相關的特徵可能在適應水的爬行動物譜系中趨同進化,或者在一個場所進化的特徵——如用於挖掘的大爪子——可能會被保留到其他環境中。
至於古鱷龜,勞滕施拉格及其合著者得出結論,這種三疊紀烏龜的地質和骨骼細節表明,它主要是陸生的,但沒有像囊鼠龜那樣在地下挖掘。大腦掃描資料與這種觀點並不矛盾。但是,隨著更多的分析和發現,特別是當從三疊紀挖掘出更多物種時,關於第一批烏龜在哪裡以及如何進化的問題只會更加激烈。從某種角度來看,這可能是一個令人沮喪的故事。仍然有比答案多得多的問題。但從另一個角度來看,同樣的不確定性代表了古生物學賴以生存的發現和辯論的燃料。
