中生代海洋里挤满了爬行动物,海里却没有出现一种被反复复制的身体设计。把这三支视频连在一起看,最先显出来的就是这一点。鱼龙、蛇颈龙和沧龙都生活在海里,也都曾经占据大型捕食者的位置,它们抵达海洋时带出的身体条件却完全不同,于是最后形成的解法也各自分开。[4][5][6][7]
这一点很重要,因为公众语境里的“海怪”会把真正有意思的古生物学问题抹平。若把这些动物压成一组由牙齿、鳍和深海气氛构成的同类项,身体结构之间那些真正决定功能的差异就会被一并擦掉。鱼龙最明显地走向了减阻和长距离巡游的方向。[4][5] 蛇颈龙把四肢改造成一套更接近水下飞行的推进系统,而并非把力量主要交给尾巴。[4][6] 沧龙又是另一条路,它在更晚的时候从有鳞类身体出发,进入海洋,长出强力尾驱推进的能力,同时保留着清楚的蜥蜴系谱痕迹。[4][7]
也正因为如此,视频策展在这里比单支讲解更合适。单支视频能把一种动物讲得鲜明,三支视频连在一起,则会把更大的古生物学结论照出来:所谓“海生爬行动物”,说的是生活环境,并非唯一身体模板。顺着这个次序看下去,海洋不再像一个会把所有谱系压成同一种答案的地方,它更像一组物理约束,允许不同身体在不同取舍中各自成立。[4]
图像说明:封面使用的是来自 Wikimedia Commons 的亨特博物馆蛇颈龙实景照片。它适合本文,因为细长颈部、紧凑躯干与四只宽大的鳍状肢会立刻打断那种偷懒的想象:海里的成功爬行动物,并没有都变成海豚式轮廓。[8]
视频一:鱼龙把爬行动物身体推向了开放海域里的高效率巡航
牛津大学自然史博物馆这支鱼龙视频很适合作为开头,因为它先把最常见的一种误读拿掉:鱼龙是海生爬行动物,并非恐龙。[1] 这句话看上去像基础知识,真正的分量却不小。分类一旦摆正,读者看鱼龙身体的方式也会跟着改变。它不再只是“进了水的恐龙”,而是一套在爬行动物谱系内部被持续改造出来的游泳机器。
看这支视频时,最值得盯住的并非壮观感,而是轮廓本身:细长吻部、收紧的躯干、鳍状四肢,以及适合在外海推动身体前进的尾部系统。[1][5] Gutarra 等人的研究把这种轮廓为何重要讲得更清楚。鱼龙在演化过程中,身体方案的变化和水动力阻力、游泳能量成本紧紧连在一起,后期类型越来越靠近低阻力、高效率的海洋巡航形态。[5] 也就是说,那种看似“像鱼”的外观并不只是表面相似,它在力学上是有内容的。
海生爬行动物的趋同演化也正是在这里开始变得有意思。鱼龙的确朝着类似金枪鱼或海豚的流线型走得很远,这并不等于它与鱼类或海洋哺乳类在古生物学上变得可以互换。[4][5] 眼眶比例、头骨结构、四肢来源仍然会把它稳稳留在爬行动物的演化史里。牛津这支视频有价值,正在于它把这两层关系同时保留下来:鱼龙是高度专业化的海洋动物,同时它进入海洋的方式又仍然带着自己谱系最初的身体记忆。[1][4][5]
视频二:蛇颈龙没有接受“鱼形模板”,而是做出了一台四鳍推进机器
若说鱼龙代表了多数人最容易想象的那种海洋身体,牛津关于 Eve 这具蛇颈龙标本的视频就是一次纠偏。[2] 若脑中只带着一种关于海洋成功的模板,蛇颈龙几乎每个部分都会显得别扭:颈部太长,躯干太厚,四肢又扩大得过于平均。真正关键的地方恰好在这里。蛇颈龙并非失败的鱼龙,它只是用另一种方式解决了同一个环境的问题。
把这支视频接在鱼龙后面看,Eve 的身体会把蛇颈龙的运动方式照得更清楚。Muscutt 等人的研究指出,蛇颈龙通过四只鳍状肢共同推进,形成了一种既高效又有效的游动方式,这也支持了长期存在的一种判断:它们更接近以“四鳍水下飞行”的方式前进,而并非像单纯的尾驱动物那样把动力集中在后部。[6] 因而,长颈必须和推进系统一起阅读。它并非孤零零的奇观部件,而属于一整套彼此咬合的身体架构,在其中,转向、逼近猎物和身体平衡都要被重新分配。
蛇颈龙在这个视频集合里的价值也正落在这里。它把“海洋会把所有身体都压向一种流线型”这种想法直接挡住了。[2][4][6] 海洋当然奖励减阻,也同样容纳了一种把四肢变成主要推进系统、并把头部通过长颈从动力核心中拉开的动物。博物馆里的整具骨架会把这件事讲得非常直白。它与本文前一节里的鱼龙看起来如此不同,并非偶然,而是因为它面对的取舍结构本来就不同。[2][6]
视频三:沧龙说明晚出的蜥蜴谱系也能在尾部找到海洋里的力量
美国自然历史博物馆这支沧龙视频很适合作为结尾,因为沧龙来得更晚,起点也再一次不同。[3] 它属于有鳞类,与蜥蜴和蛇的关系更近,而并非早先那些海生爬行动物谱系的延续。[4][7] 这层祖先背景很重要,它会立刻阻止一种偷懒的叙述:仿佛中生代海洋只是把同一种主导性身体在不同年代重复上演。
AMNH 把 Mosasaurus 放在晚期顶级捕食者的位置上,古生物学上的分量则落在它如何把有鳞类身体重新组织成海洋猎手。[3][7] Lindgren 等人根据一件保存极佳的化石提出,沧龙已经发展出类似鲨鱼的尾鳍,也拥有比旧式“蛇形长身”复原更流线的身体轮廓。[7] 这里当然仍然有趋同,可它和鱼龙的趋同并非同一回事。沧龙并没有变成早期海生爬行动物的翻版,它保留着深层的蜥蜴身体特征,同时把推进重心更明确地送到了尾部,也让开放海域里的表现不断增强。[3][7]
把沧龙放在蛇颈龙之后,文章会重新捡回一个很有用的区分:相似,不等于相同。相似说明海水环境确实会对身体施加强有力的物理压力;相同则意味着不同谱系最终都会坍缩成唯一方案。沧龙恰好说明事情并非如此。它足够趋同,足够强大,也足够适应海洋;与此同时,这条路依然带着清楚的自身标记:它来得晚,属于有鳞类,以尾驱推进为主,也和四鳍推进的蛇颈龙、更加鱼形化的鱼龙保持着可辨认的距离。[3][4][7]
三支视频连在一起,会把什么照出来
按这个顺序看下去,这组视频做的事情并不只是介绍三类著名动物。它更像是在打破一种坏习惯:把海生爬行动物读成一串可以互相替换的海怪形象。更有力量的读法来自比较。鱼龙说明爬行动物身体可以被推向极低阻力和高效率巡航。[1][5] 蛇颈龙说明海洋里的成功也可以建立在四肢推进和完全不同的身体长度分配上。[2][6] 沧龙则说明,一条晚出的蜥蜴谱系进入同一片海域之后,仍然能够在流线型与力量之间长出一套带着自身祖先痕迹的身体方案。[3][7]
这也是古生物学视频策展真正有价值的地方,它能让文章里的比较保持清楚。“回到海里”放在海报语言里听上去像一段单数旅程,化石记录里的实际情况却更接近复数:几条路线,各自带着不同的力学取舍、不同的身体遗留和不同的生态机会。[4] 海洋确实施加压力,海洋却没有规定唯一答案。这些动物至今仍然值得反复观看,原因就在这里。它们不只是不同年代博物馆里的海怪形象,而是演化在相近物理要求下仍能长出不同身体的直接证据。
来源
- Oxford University Museum of Natural History,《Ichthyosaurs - not dinosaurs, but marine reptiles》,YouTube 视频。
- Oxford University Museum of Natural History,《Spotlight Specimen: Eve the plesiosaur》,YouTube 视频。
- American Museum of Natural History,《Mosasaurus: Lizard King of the Ancient Ocean》,YouTube 视频。
- Ryosuke Motani,《The Evolution of Marine Reptiles》,《Evolution: Education and Outreach》, 2009。
- Susana Gutarra、Benjamin C. Moon、Imran A. Rahman、Colin Palmer、Stephan Lautenschlager、Alison J. Brimacombe 与 Michael J. Benton,《Effects of body plan evolution on the hydrodynamic drag and energy requirements of swimming in ichthyosaurs》,《Proceedings of the Royal Society B》, 2019。
- Luke E. Muscutt、Gareth Dyke、Gabriel D. Weymouth、Darren Naish、Colin Palmer 与 Bharathram Ganapathisubramani,《The four-flipper swimming method of plesiosaurs enabled efficient and effective locomotion》,《Proceedings of the Royal Society B》, 2017。
- Johan Lindgren、Michael W. Caldwell、Takuya Konishi 与 Luis M. Chiappe,《Convergent Evolution in Aquatic Tetrapods: Insights from an Exceptional Fossil Mosasaur》,《PLOS ONE》, 2010。
- 本文封面所用亨特博物馆蛇颈龙照片的 Wikimedia Commons 文件页。