遠(yuǎn)古巨蛙

徐培通

巨蛙吃恐龍？

7000多萬(wàn)年前的非洲馬達(dá)加斯加島曾經(jīng)是恐龍生活的樂(lè)土。雖然馬達(dá)加斯加島只是一個(gè)島，但它的陸地面積幾乎相當(dāng)于浙江省總面積的6倍，因此有足夠的棲息地以支持大型掠食動(dòng)物生存。除了恐龍，當(dāng)時(shí)的馬達(dá)加斯加島上還生活著巨型鱷魚(yú)、早期哺乳類動(dòng)物和巨大而兇猛的蛙類——惡魔角蛙。

1993年，第一只惡魔角蛙的化石被發(fā)現(xiàn)于馬達(dá)加斯加島的馬哈贊加盆地，在它們的左右眼上方各有一個(gè)標(biāo)志性的角，和今天角蛙的角十分類似。在收集到足夠多的惡魔角蛙化石的基礎(chǔ)上，科學(xué)家統(tǒng)計(jì)出它們的平均體長(zhǎng)超過(guò)23厘米.比今天最大的蛙類——非洲牛箱頭蛙（體長(zhǎng)可達(dá)20厘米，質(zhì)量可達(dá)2千克）還大。然而，即便是最大的惡魔角蛙，其顱縫也未完全愈合，這表明它們可能還有繼續(xù)發(fā)育的余地，最大個(gè)體的體長(zhǎng)或能達(dá)到40厘米，質(zhì)量估計(jì)可達(dá)4.5千克。

惡魔角蛙的頭部碩大，幾乎占到全身體積的1/2。不僅腦袋大，它們的嘴也十分寬大。科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)惡魔角蛙化石的地層中還發(fā)現(xiàn)了體形較小的恐龍化石，并推測(cè)一些幼年恐龍也可能是惡魔角蛙的獵物。蛙竟然能捕食恐龍，科學(xué)家是怎么做出這種驚人推斷的？

適應(yīng)生境

雖然今天的馬達(dá)加斯加島生物多樣性極高，但是在7000多萬(wàn)年前，那里的環(huán)境并不像現(xiàn)在那么適宜動(dòng)物生存。當(dāng)時(shí)的馬達(dá)加斯加島每年有很長(zhǎng)時(shí)間是旱季，期間只有幾場(chǎng)猛烈降水能夠形成臨時(shí)濕地。惡魔角蛙的身體結(jié)構(gòu)就是適應(yīng)這種干旱環(huán)境的結(jié)果。

廣袤的馬達(dá)加斯加島。

惡魔角蛙白天將自己藏身在洞中（還原圖）。

惡魔角蛙存在過(guò)度骨化現(xiàn)象。

從惡魔角蛙四肢和身體的比例看，這些小短腿巨蛙很可能在陸地爬行，而不是像樹(shù)蛙那樣在樹(shù)枝之間跳躍。由于身形大，惡魔角蛙的表面積與體積比值小：它們的皮膚和外界的單位接觸面積也小，這讓它們更不容易在干燥環(huán)境下脫水。在一年中最干旱炎熱的旱季，白天時(shí)它們利用自己粗壯的后肢在泥土中挖出一個(gè)陰涼的洞穴，然后藏身其中。這種行為在今天生活在某些季節(jié)差異性極大環(huán)境中的蛙類身上也能看到。因?yàn)楝F(xiàn)存蛙類中和惡魔角蛙外形接近的都是一些兇猛的伏擊捕食者，所以科學(xué)家相信惡魔角蛙也是伏擊專家。

惡魔角蛙的顱骨存在過(guò)度骨化現(xiàn)象，也就是骨質(zhì)增生。一般情況下，顱骨的表面應(yīng)該是平滑的。而惡魔角蛙的顱骨存在大量增生的骨組織，使得它們的顱骨看上去凹凸不平。惡魔角蛙顱骨后方的某些骨骼大到甚至不得不侵占肩胛骨的空間，從而限制前肢的活動(dòng)范圍。一些科學(xué)家猜測(cè)，惡魔角蛙增生的骨骼可以提供更大表面積供更粗的肌肉纖維附著，這或許表明惡魔角蛙有很強(qiáng)的咬合力。可是。它們的咬合力能夠咬碎小型恐龍嗎？

為惡魔角蛙尋親

雖然惡魔角蛙已經(jīng)滅絕，但現(xiàn)存的蛙類大家族中的確有和惡魔角蛙從外觀到身體比例都十分接近的角蛙，也就是南美角蛙，俗稱“吃豆人蛙”。由于現(xiàn)存的吃豆人蛙和已滅絕的惡魔角蛙在許多方面高度相似，吃豆人蛙被科學(xué)家當(dāng)作研究惡魔角蛙的替代對(duì)象。2017年，科學(xué)家對(duì)現(xiàn)存的吃豆人蛙進(jìn)行了咬合力測(cè)試，并得到了相關(guān)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)惡魔角蛙的體形，科學(xué)家估算出惡魔角蛙的咬合力可達(dá)2200牛頓，是成年男性咬合力的5倍多。并且，包括吃豆人蛙在內(nèi)的角蛙動(dòng)物都有便于撕咬獵物的利齒。如此看來(lái)，惡魔角蛙是有能力咬碎小型恐龍并將其吞下的。

吃豆人蛙與惡魔角蛙都生活在溫暖且干旱的氣候條件下，棲息環(huán)境中都有隨季節(jié)周期性干旱的水體。吃豆人蛙和惡魔角蛙都存在顱骨過(guò)度骨化現(xiàn)象，并且兩者都是蛙類中的大型捕食者。惡魔角蛙和吃豆人蛙的種種相似之處，怎么看都不像是巧合。

如果惡魔角蛙和吃豆人蛙都由一個(gè)共同的“老祖宗”演化而來(lái)，那么怎么解釋兩者分布上的差異？吃豆人蛙生活在今天的南美大陸，而惡魔角蛙僅生活在7000萬(wàn)年前的馬達(dá)加斯加島。南美洲和非洲不但距離遙遠(yuǎn)，并且兩塊大陸迄今已經(jīng)至少分離了1.12億年。如果兩者的確有演化上的聯(lián)系，那么它們的共同祖先的一部分很可能先演化成吃豆人蛙，然后另一部分在馬達(dá)加斯加還未完全脫離和南美大陸的連接之前進(jìn)入馬達(dá)加斯加，并演化為惡魔角蛙。究竟是否如此？

分子時(shí)鐘揭開(kāi)謎底

為了尋找答案，科學(xué)家借助了“分子時(shí)鐘”。“分子時(shí)鐘”的原理是：蛋白質(zhì)這類生物大分子的演化速度基本保持不變，因此，只要分析出同源物種蛋白質(zhì)的氨基酸序列差異，就能逆推出兩個(gè)同源物種之間共同祖先的最后存在時(shí)間。

“分子時(shí)鐘”分析顯示，惡魔角蛙和吃豆人蛙的共同祖先最晚存在于8800萬(wàn)年前，而此時(shí)馬達(dá)加斯加島和南美大陸早已天各一方，沒(méi)有相連的陸路可供遷徙。

既然不能通過(guò)陸路遷徙，科學(xué)家又提出了另一種猜想：兩者的共同祖先可能坐著“小筏子”漂洋過(guò)海，來(lái)到馬達(dá)加斯加島。許多原來(lái)生活在大陸上的動(dòng)物可以通過(guò)自然界天然形成的“漂流筏”。遷徙到距離大陸十分遙遠(yuǎn)的海島。這些漂流筏可能是火山噴發(fā)形成的中空浮石，或者是海藻或斷裂的原木。有時(shí)候，海岸線附近泥炭沼澤地中的“浮島”也會(huì)順著河流進(jìn)入大海。這些浮島由水生植物和泥土構(gòu)成，在微生物代謝產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生的浮力作用下漂浮在水面。

不過(guò)，根據(jù)近年來(lái)相關(guān)的分子時(shí)鐘證據(jù)，惡魔角蛙和吃豆人蛙的關(guān)系并不緊密。這樣看來(lái)，兩者進(jìn)化出相似的身體特征更可能是趨同進(jìn)化的結(jié)果，即兩種或兩種以上親緣關(guān)系甚遠(yuǎn)的物種在類似的環(huán)境下進(jìn)化出相似的身體結(jié)構(gòu)。