貴州關(guān)嶺發(fā)現(xiàn)重要早期龜類化石

（原文作者：李淳）

龜是人們熟悉的動物，但其演化歷史卻是古生物學(xué)中最大的謎題之一：它們究竟是獨立起源于無孔類（眼孔后面的頭骨上沒有其他開孔），還是與蜥蜴、鱷魚和恐龍（包括鳥類）等一起，從雙孔類（眼孔后面的頭骨上還有兩對顳孔）祖先演化而來？龜?shù)纳眢w結(jié)構(gòu)與其他四足動物截然不同。它的軀干部分很短，并且被封閉的甲殼（背甲和腹甲）所包裹，其內(nèi)部骨骼，如脊椎、肋骨、肩帶、腰帶等不僅與甲殼相愈合，而且各自本身也有一系列特化。龜類的口中沒有牙齒，而是像鳥類一樣代之以角質(zhì)喙。龜類與其他四足動物，包括兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳動物之間的巨大差異，無異于纜車和各種汽車的差別。問題是，龜類這些特立獨行的骨骼結(jié)構(gòu)究竟是一蹴而就還是逐步形成？具體過程又是怎樣？

人們以往認為龜類的這種身體模式是在其演化歷史中“突然”產(chǎn)生的，此后從三疊紀(jì)末期的原腭龜（Proganochelys quenstedti）至今，在超過2億年的時間內(nèi)基本沒有變化。龜類演化的早期階段至關(guān)重要，但是長期以來化石代表稀少，尤其缺乏甲殼形成和牙齒消失的化石證據(jù)。發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)和古生物學(xué)工作者紛紛致力于龜類起源和早期演化的研究，但是成果有限，只能各說各話。直到2008年，我國學(xué)者在貴州省關(guān)嶺地區(qū)發(fā)現(xiàn)了半甲齒龜（Odontochelys semitestacea），即一個具有牙齒和只有腹甲的龜，古生物學(xué)界才開始對龜類的早期演化有了實質(zhì)性了解。

中國始喙龜頭骨復(fù)原圖（陳瑜繪）

中國始喙龜生態(tài)復(fù)原圖（陳瑜繪）

十年后，2018年8月23日出版的《自然》雜志再次報道了中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所領(lǐng)銜的國際合作團隊在同一地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的原始龜類——“中國始喙龜（Eorhynchochelys sinensis）”，這是繼半甲齒龜之后關(guān)嶺出現(xiàn)的又一種重要早期龜類化石。

中國始喙龜集多種原始特征、進步特征和過渡特征于一身，顯示了龜類演化初期的高度復(fù)雜性。這種體長超過2米的大型早期龜類軀干較短，具有加寬的肋骨，背、腹甲均未形成，首次出現(xiàn)了封閉的上顳孔和剛性腰帶，即臀部腹側(cè)兩恥骨和兩坐骨形成前后、左右縫合且不能活動的聯(lián)合體。中國始喙龜是最早的有喙的龜類，但其上、下頜的后部仍保留有牙齒，呈現(xiàn)出“牙齒退化，角質(zhì)喙產(chǎn)生”的過渡狀態(tài)。完整的骨架化石保存于距今約2.28億年的三疊紀(jì)晚期海相黑色泥灰?guī)r中，但其骨骼結(jié)構(gòu)顯示中國始喙龜并非長期生活于海洋中，而很可能是在近岸河口地帶營水、陸兩棲生活，且有掘穴的習(xí)性。

這一發(fā)現(xiàn)始于2015年，中科院古脊椎所李淳研究員在三亞海洋古生物博物館（籌建中）藏品中注意到一件疑似原始龜類的化石，隨即帶領(lǐng)課題組進行了長達一年的化石修復(fù)和野外調(diào)查，最終確認這是產(chǎn)自半甲齒龜化石層位之下7.5米處的更加古老的龜類。在此基礎(chǔ)上，中科院古脊椎所、蘇格蘭國家博物館、美國菲爾德自然歷史博物館、加拿大自然博物館四國學(xué)者組成的研究團隊分析了來自世界不同地區(qū)的全部重要原始龜類化石材料，確定了新標(biāo)本在龜類早期演化中承上啟下的系統(tǒng)位置，彌補了該類群系統(tǒng)發(fā)育中的重要空白。

中國始喙龜化石（李淳供圖）