两栖动物进化的3亿年

关于两栖动物的进化有一个奇怪的现象:你不可能从现存的青蛙、蟾蜍和蝾螈数量的迅速减少中知道,但在晚石炭纪和早二叠纪的数千万年中,两栖动物是地球上占主导地位的陆生动物。这些古老的生物中,有些达到了鳄鱼般的大小,长达15英尺(今天看起来可能没有那么大,但在3亿年前确实是巨大的),并使较小的动物成为沼泽生态系统中的顶级捕食者。...

关于两栖动物的进化有一个奇怪的现象:你不可能从现存的青蛙、蟾蜍和蝾螈数量的迅速减少中知道,但在晚石炭纪和早二叠纪的数千万年中,两栖动物是地球上占主导地位的陆生动物。这些古老的生物中,有些达到了鳄鱼般的大小,长达15英尺(今天看起来可能没有那么大,但在3亿年前确实是巨大的),并使较小的动物成为沼泽生态系统中的顶级捕食者。

Toad on the ground

两栖动物

在进一步讨论之前,先定义一下“两栖动物”一词的含义是很有帮助的。两栖动物与其他脊椎动物的区别主要有三个方面:首先,新生幼体生活在水下,通过鳃呼吸,然后随着幼体蜕变为成年呼吸空气的形态而消失。青少年和成年人的长相可能大不相同,比如蝌蚪和成年青蛙。其次,成年两栖动物在水中产卵,这大大限制了它们在陆地上定居时的活动能力。第三,现代两栖动物的皮肤倾向于粘滑而不是爬行动物的鳞片,这允许额外的氧气输送用于呼吸。

第一批两栖动物

正如进化史上经常出现的情况一样,我们不可能精确地确定第一个四足动物,即4亿年前从浅海中爬行并用原始肺吞食大量空气的四足鱼,何时变成第一个真正的两栖动物。事实上,直到最近,将这些四足动物描述为两栖动物还是一种时尚,直到专家们意识到大多数四足动物并不具备两栖动物的全部特征。例如,早石炭世时期的三个重要属Eucritta、Crassigyrinus和Greererpeton可以不同地描述为四足动物或两栖动物,这取决于所考虑的特征。

只有在大约3.1亿到3亿年前的晚石炭世时期,我们才能轻松地提到第一批真正的两栖动物。到那时,一些属已经达到了相对畸形的大小——一个很好的例子是Eogyrinus(“黎明蝌蚪”),一种细长的鳄鱼状生物,从头到尾长15英尺。有趣的是,Eogyrinus的皮肤是鳞片状的,而不是潮湿的,这表明最早的两栖动物需要保护自己不脱水。另一个晚石炭世/早二叠世的属,Eryops,比Eogyrinus短得多,但构造更坚固,有着巨大的、布满牙齿的下颚和强壮的腿。

现代两栖动物的起源尚不清楚

在这一点上,值得注意的是关于两栖动物进化的一个相当令人沮丧的事实:现代两栖动物,在技术上被称为“lissamphibians”,只与这些早期的怪物有着遥远的联系。包括青蛙、蟾蜍、蝾螈、蝾螈和被称为“蚓螈”的类似蚯蚓的两栖类,被认为是从中二叠世或早三叠世时期的共同祖先辐射而来的。目前还不清楚这一共同祖先与晚石炭世的两栖动物,如埃里奥普斯和埃奥吉里努斯之间的关系。现代lissamphibians可能起源于晚石炭世的两栖动物,但并非所有人都赞同这一理论。

两种史前两栖动物

一般来说,石炭纪和二叠纪时期的两栖动物可分为两个阵营:小而怪异的两栖动物(鳞翅目动物)和大而爬行动物状的两栖动物(temnospondyls)。鳞翅目动物大多是水生或半水生动物,更可能具有现代两栖动物的黏性皮肤特征。这些生物中的一些(如蛇纹蛇和白蛇)像小蛇;另一些,如微气管,让人联想到蝾螈,有些根本无法分类。最后一个很好的例子是迪普洛考卢斯:这只三英尺长的鳞片龙有一个巨大的回飞棒形头骨,可能起到了海底方向舵的作用。

temnospondyls很像大鳄鱼

恐龙爱好者应该会发现特姆诺斯蓬代尔恐龙更容易吞下。这些两栖动物预测了中生代爬行动物的典型体型:长躯干、短腿、大头,有时还有鳞状皮肤,其中许多(如梅托波龙和Prionosuchus)与大型鳄鱼相似。temnospondyl两栖动物中最臭名昭著的可能是令人印象深刻的乳齿龙;这个名字的意思是“乳头齿蜥蜴”,与大象的祖先无关。乳齿龙有一个近乎滑稽的超大头部,占其20英尺长身体的近三分之一。

兽脚类:类似哺乳动物的爬行动物

在二叠纪的大部分时间里,temnospondyl两栖动物是地球陆地上的顶级捕食者。这一切都随着二叠纪末期兽脚类(类似哺乳动物的爬行动物)的进化而改变。这些大型、灵活的食肉动物将temnospondyls追回沼泽,其中大部分在三叠纪初期慢慢灭绝。有一些零星的幸存者,例如:例如,15英尺长的Koalasu丘斯在澳大利亚中部白垩纪时期蓬勃发展,大约一亿年后,北半球的TENSPONONDYL表姐妹已经灭绝。

青蛙和蝾螈出现了

如上所述,现代两栖动物(lissamphibians)起源于一个共同的祖先,该祖先生活在中二叠世至早三叠世的任何地方。由于这一群体的进化是一个持续研究和争论的问题,我们所能做的最好的事情就是识别“最早”的真正的青蛙和蝾螈,同时警告说,未来的化石发现可能会把时间推得更远。一些专家声称,晚二叠世的Gerobatrachus,也被称为frogamander,是这两个群体的祖先,但结论是好坏参半的。

“三重蛙”生活在2.5亿年前

就史前青蛙而言,目前最好的候选者是三叉戟蛙,或称“三叉戟蛙”,它生活在大约2.5亿年前的早三叠世时期。Triadobatrachus在一些重要方面与现代青蛙不同:例如,它有一条尾巴,更好地适应其异常多的脊椎,它只能连枷后腿,而不是用它们进行长距离跳跃。但它与现代青蛙的相似之处是毋庸置疑的。已知的最早的真蛙是早侏罗世南美洲的小蜥蜴,而最早的真蝾螈则被认为是生活在晚侏罗世中亚的小而粘糊糊的大头两栖动物Karaurus。

许多物种逐渐走向灭绝

具有讽刺意味的是,考虑到两栖动物在3亿多年前进化而成,并在经历了各种兴衰之后存活到了现代,两栖动物是当今地球上最受威胁的生物之一。在过去的几十年里,数量惊人的青蛙、蟾蜍和蝾螈物种逐渐走向灭绝,尽管没有人知道确切的原因。罪魁祸首可能包括污染、全球变暖、森林砍伐、疾病或这些因素和其他因素的组合。如果目前的趋势持续下去,两栖动物可能是第一个从地球表面消失的主要脊椎动物分类。

 

  • 发表于 2021-09-07 22:42
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  • 分类:数学

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