鳄鱼历史进化的过程(鳄鱼体型由小变大的进化是由气候造成的)
鳄鱼体型由小变大的进化是由气候造成的
除了南极和欧洲外,鳄鱼分布在世界各地,它们有27个品种,分属短吻鳄,凯门鳄和加里尔鳄种类。尽管鳄鱼当中有一些较小的品种,但是这些顶级食肉动物的体型通常很大,至少2米以上。
但是,如果观察化石,鳄鱼的种类要丰富得多,具有许多不同的外形,体型以及非凡的生态多样性。
在超过2亿年的悠久进化历史中,鳄鱼尝试了不同的生活方式以及不同的身长。究竟是哪些环境因素可能影响了鳄鱼的体型?过去灭绝的鳄鱼因何灭绝?
鳄形纲共有400多种物种,包括现代鳄类以及所有已灭绝的亲属。那些已经灭绝的鳄形动物具有很多生活形态,从完全水生生物的海洋形式到具有复杂牙齿的陆生食草动物。化石记录显示的鳄鱼的生态多样性要比现代鳄鱼类动物更多。
食草的狮鼻鳄与人类尺寸的对比
活在三叠纪的最古老的鳄鱼很小,很少超过1米长。乍一看,鳄鱼体型从小演化为更大的物种符合生物学家已经确定的总体趋势:动物会随着时间的流逝而变得更大,这种模式称为柯普定律,即自然当中的中大体型生物是源自积极的选择,而不是随机过程。科学家已经在哺乳动物,恐龙和翼龙中发现了这种趋势。
为了了解这条规则是否适用于鳄鱼,古生物学家将近200种物种的头骨长度数据汇总在一起,结果发现,鳄鱼的头骨似乎并没有随着时间的推移而变大。取而代之的是一个更为复杂的场景,随着各个亚组的发展和灭绝,鳄鱼平均体型发生了多次变化。为什么?
当分析鳄鱼不同生活方式下的身体大小变化时,研究者们发现了一个重要线索。当把鳄鱼分为三个生态类别:陆生,半水生和全水生时,研究人员发现了陆地上的鳄鱼比半水生和海洋的鳄鱼要小得多。其它研究人员也记录了哺乳动物的类似发现,其海洋物种大于其陆地亲属。想想海象和海狮,它们比猫,狼和狗的体型大很多。
一种解释可能是对水生生物生活所必需的适应。例如,较大的身体可能有助于维持水中的最佳温度。
研究人员还调查了环境因素,比如温度和地理分布是否对鳄鱼的体型有影响。当把鳄鱼细分为较小的亚组时,古生物学家发现了一些有趣的结果。
左为芝加哥博物馆的野猪鳄头骨,右为巴西博物馆的冈瓦纳鳄头骨
古生物学家测量了博物馆藏品中的鳄鱼化石头骨,并将其与标本存活时的气候条件相匹配。结果发现这些动物的平均大小在最冷的时候上升。这似乎违反直觉,因为鳄鱼和其他爬行动物喜欢温暖的地方。对此的可能解释是:随着地球气候变凉,鳄鱼可能生活的区域受到更多限制。这可能会增加其栖息地的竞争,也许体型更大的鳄鱼变得更成功。最终,较低的温度可能导致较小的鳄鱼灭绝。
研究人员认为,首先,体型规模对鳄鱼来说很重要,它可能决定着物种是继续进化或灭绝。
其次,气候变化可以影响物种的进化。就鳄鱼而言,气候变化,比如新生代的降温可能导致了当今鳄鱼这种物种的较大的体型规模。鳄鱼被更多地限制在热带地区,这可能导致较小的鳄鱼物种的灭绝。
最后,现代鳄鱼的庞大体积虽然象征着力量,但可能也意味着该群体的生态脆弱性,它们其实面临着长期的灭绝过程。
今天,剩下的少数鳄鱼物种正面临与环境变化有关的额外挑战,这一次,它是由于人为破坏其生态系统而造成的。
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