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青藏高原的恐龙化石揭示兽脚类食性趋同演化以及对于鉴定零散化石的启示

发表日期:2023-12-13来源:放大 缩小

  202312月出版的《创新:地球科学》(The Innovation Geoscience)报道了一枚发现于西藏昌都地区的恐龙牙齿化石。定性的形态比较和简约法系统发育分析支持该标本属于较为进步的驰龙类。然而贝叶斯末端定年分析和基于形态测量学数据的判别分析支持该标本属于中棘龙类。综合这些分析结果表明,新标本与驰龙类的相似性很有可能是由于食性趋同演化造成的,同时也暗示了在其它研究中报道的侏罗纪“驰龙类牙齿”都是其它兽脚类趋同演化的结果。本研究不仅增加了古生物学家对于青藏高原恐龙化石多样性的认识,同时还强调了在未来的研究中应该结合多方面信息来判断零散化石的分类学位置。 

  青藏高原被称为世界屋脊,也是巨大的古生物化石宝库。古生物学家曾在此发现过多种鱼类,海生爬行动物和古植物的化石。上世纪70年代,由澳门js全球娱乐网址领导的考察团队在此地发现了大量恐龙化石。初步鉴定认为这些化石包括巨齿龙类,美颌龙类,腕龙类和覆遁甲龙类。然而,这些化石从未被正式发表和描述过,因此科学家对于该地恐龙动物群的组成仍知之甚少。2017年,澳门js全球娱乐网址古脊椎动物与古人类研究所联合临沂大学和沈阳师范大学组织了在昌都盆地的野外考察,并发现了一些恐龙化石,其中包括本研究中报道的牙齿化石(IVPP V32005),相关成果于202312月发表于《创新:地球科学》上,由古脊椎所博士生余逸伦,裴睿副研究员,易鸿宇副研究员,张驰研究员,徐星研究员和沈阳师范大学讲师王世营合作完成。 

1. 牙齿化石及三维复原

  该枚兽脚类牙齿化石发现于东大桥组,年代为中侏罗世。定性的形态学比较显示该枚牙齿与晚白垩世的驰龙类牙齿最为相似。为了定量检验该标本的系统发育位置,研究团队构建了包含146个兽脚类牙齿特征,106个物种的形态学矩阵,并结合限制性搜索,隐含加权法等分析手段进行简约法分析。同时研究团队也将牙齿特征与其它骨骼特征组合起来进行分析。所有的结果都支持该枚牙齿属于进步的驰龙类。 

2. 牙齿化石的系统发育关系结果

  然而贝叶斯末端定年分析显示,在该假设下多数驰龙类的分支事件全都发生于中侏罗世。这一结果显然与化石记录不符。尽管最早的驰龙类可能在中、晚侏罗世就已经出现,但是该类群较为进步的成员的化石记录均出现于白垩纪时期。因此结合化石记录,该枚牙齿化石显然不可能属于进步的驰龙类。另外一方面,驰龙类牙齿的一些特征也存在于其它类群中,因此还需要结合其它方法综合讨论新标本的分类学位置。研究团队使用包含1335颗兽脚类牙齿的数据集进行判别分析。判别分析将该标本归入到中棘龙类。中棘龙类是一类生存于中侏罗世至早白垩世期间的中大型异特龙类。一些中棘龙类的牙齿与驰龙类的牙齿也存在一些相似之处,如都具有较短的锯齿间裂隙和不规则的牙釉质纹饰。结合新标本所处的地质时期,中棘龙类可能是一个更为合理的归属,而它与驰龙类的相似之处则可能是由于食性趋同演化导致的。 

3. 牙齿化石的贝叶斯末端定年分析结果

  值得注意的一点是,在此前的研究中报道了很多发现于中、晚侏罗世地层的疑似属于驰龙类的牙齿。这些化石广泛分布于亚洲和欧洲,且与这次在西藏发现的标本有很多相似之处。本研究的结果表明,这些侏罗纪时期的“驰龙类牙齿”可能都属于非驰龙类的肉食性恐龙,如中棘龙类。它们与晚白垩世驰龙类牙齿的相似性则是由于食性或捕食行为的趋同演化所导致的,同时也暗示了这类与晚白垩世驰龙类具有相似生态位的兽脚类恐龙具有非常广泛的地理分布。本项研究也强调了应该结合多种定量分析方法和地质年代信息来判断零散化石的分类学位置。 

4. 牙齿化石的线性判别分析结果

  博士生余逸伦为论文的第一作者和共同通讯作者,徐星研究员为通讯作者,裴睿副研究员,易鸿宇副研究员,张驰研究员,王世营讲师等参与了该研究。本研究受到国家自然基金委中心项目克拉通破坏与陆地生物演化,澳门js全球娱乐网址战略先导项目,澳门js全球娱乐网址国际合作项目,云南兴滇英才支持计划和第二次青藏高原综合科学考察等项目的支持。 

论文链接:https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2023.100040
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