探索鱼龙之谜

邵峰

海洋中危机四伏，鲨鱼等凶猛的肉食动物随时可能出现，它们的利齿能轻易撕碎猎物的骨肉。不过，远古海洋中生活过一类更可怕的肉食动物：鱼龙。鱼龙是恐龙的远亲，是一类重返海洋生存的爬行动物。鱼龙的身长多为2～4米，目前已知体形最大的鱼龙是新西兰大鱼龙，其体长可达34米，哪怕是今天海洋中最大的鲨鱼——鲸鲨（最大体长20米），在新西兰大鱼龙面前也显得很小。

1814年，首张鱼龙化石的照片被公开，立刻引起人们对该物种的广泛讨论。由于这种动物的结构介于爬行动物和鱼类之间，所以它在当时被称为“鱼蜥蜴”或“海龙”，并最终得名“鱼龙”。

回到海洋

2.45亿年前，被喻为“恐龙时代”的中生代揭开帷幕，那时的地球上只有一个被称为“盘古大陆”的超级大陆。

盘古大陆旁是巨大的特提斯洋。陆地上的矿物质和含氮有机物溶解在河水中，源源不断地汇入靠近陆地的近海。这导致近海的浮游生物大量繁殖，而大量的浮游生物又为鱼类等海洋动物提供了充足的食物。依靠这些充足的食物来源，海洋中动物的数量达到了一个很高的水平。

与此同时，陆地上爬行动物对食物、洞穴和领地的竞争也越来越激烈。受到海洋中充沛食物的吸引，一些爬行类动物来到海岸边生存，它们之中的一部分演化成一类新的海栖爬行动物——鱼龙。

鱼龙的出现给鱼类和菊石等海洋生物带来了极大的生存压力。当时海洋中的动物突然要面对鱼龙这种全新的捕食者，这些捕食者不但有利齿，还有极强的咬合力。有的鱼龙口中有许多锋利的细齿，适合捕捉小型海洋动物；有的鱼龙有锋利而巨大的板状齿，能够迅速杀死庞大的猎物。

不仅如此，鱼龙在水下的移动速度也很快。借助强有力的尾和鳍，鱼龙在水中能够瞬间从静止加速到70千米/时。

作为陆地爬行动物的后代，鱼龙虽然能在水下生活，却依然需要定期浮出水面换气，因此，它们的鼻孔位于头部上方，便于它们浮出水面换气。

悬崖寻龙

2016年，化石猎人摩尔在位于英格兰南部的侏罗纪海岸发现了一些与众不同的化石，这些化石应该是某种鱼龙的前鳍。摩尔在侏罗纪海岸收集了30多年化石，直觉告诉他这些化石应该来自一个从未发现的鱼龙品种。不久后，摩尔带领团队再次来到发现前鳍化石的地点——侏罗纪海岸悬崖顶部附近。

几个世纪以来，侏罗纪海岸不断吸引着全世界的化石收藏者前来寻找化石。侏罗纪海岸在侏罗纪时期是一片热带海洋，那里的气候类似今天南美洲的加勒比海。从陆地上被冲刷进海洋的沉积物不断在当时的侏罗纪海岸堆积，久而久之形成了由页岩和石灰岩构成的沉积岩层。再后来，海底上升变成陆地，曾经埋藏在沉积岩中的古代水生动物遗体被保存在侏罗纪海岸的岩石中。

之前发现的鱼龙前鳍化石让摩尔坚信，发现化石的区域附近肯定还有同一条鱼龙身上其他部分的化石。果然，在剥离了数吨沉积物后，摩尔团队的工作人员发现了一块从外形看像是某种动物的脊椎骨的化石。

发现化石的消息振奋了团队的所有成员，但此时远处的天空雷声轰鸣，看来一场暴雨即将来临，大雨和海浪可能会造成悬崖崩塌，宝贵的鱼龙化石随时可能和悬崖一同沉入大海。于是，摩尔团队加紧工作，终于在暴风雨来临前清理出了包括鱼龙前鳍和躯干在内的化石。

摩尔对前鳍化石横断面进行了数千次X光成像，并在数千张成像的基础上重建了前鳍化石的计算机三维模型。在三维模型中，科学家发现了前鳍化石标本内部的骨骼结构。之后，科学家利用3D打印技术将每块骨骼制成比例精准的模型，再将所有骨骼拼在一起，最终得到一个立体模型。

摩尔将新发现的前鳍化石和之前发现的鱼龙前鳍化石进行比较：之前的化石标本有6根指骨，新发现的前鳍化石至少有9根指骨，并且指骨的长度大大超过之前的化石标本；两个前鳍化石的整体轮廓也完全不同。因此，摩尔确信这是一种从未被人发现的鱼龙品种，生活年代距今约2亿年。摩尔将这个新品种命名为“摩尔蛇嘴鱼龙”。

趋同进化

从前鳍化石的肌肉群和骨骼的连接方式可以看出，鱼龙的前鳍是上下运动的，而海豚的前鳍也是上下运动的，并且拥有类似鱼龙的背鳍。鱼龙身体构造的方方面面都与海豚类似，但前者是爬行动物，后者是哺乳动物。为什么两个截然不同的物種会朝着相同的方向演化呢？

虽然鱼龙和海豚生活的年代相隔2亿多年，但它们生活的环境是相似的，又因为只有适应环境的个体才更可能留下后代，所以它们身体结构的演化方向大致相同，这被称为“趋同进化”。和海豚一样，鱼龙也是由生活在陆地的祖先物种进化而来的。当鱼龙的祖先物种适应了在水中的生活后，它们逐渐失去了行走的能力；同时，鱼龙祖先的身体逐渐流线化，它们的爬行足进化成了便于游泳的鳍状肢，并最终进化成鳍。

鱼龙和海豚有三个最为关键的区别：其一，海豚尾鳍的运动方式为上下摆动，鱼龙尾鳍的运动方式则为左右摆动（目前发现的所有鱼龙化石的尾鳍都是竖立的，这点和鲨鱼一样。因此，鱼龙的游泳姿态应该也和鲨鱼一样——左右摆动尾部）；其二，海豚只有前鳍，鱼龙除了前鳍还有后鳍，其作用极有可能是保持稳定的游泳姿态；其三，鱼龙有比海豚更长、更大的鳍，这有助于它们在长距离游泳时节省体力。

还原肤色

摩尔在研究过程中惊喜地发现，鱼龙化石保留了相当多的皮肤。摩尔联系到专门分析皮肤化石的科学家，想看看皮肤化石中是否存在色素。

一些小块的鱼龙皮肤化石样本被送到专门的分析实验室。样本首先被机器喷涂上一层非常细密的金微粒。每颗金微粒的直径仅为2纳米，可以增强化石这类不导电物体表面的导电性，防止电子在物体表面堆积，提高扫描电子显微镜的成像精度。

摩尔从放大后的皮肤化石中发现了黑素体。黑素体广泛存在于哺乳动物的毛发、鸟类的羽毛和爬行动物的皮肤中。黑素体中含有色素，只要知道黑素体在动物组织中的丰度和分布，科学家就能大致了解这种动物生前的肤色和皮肤纹样。

黑素体分析显示，鱼龙的背部比腹部颜色更暗，这是一种名为“反影伪装”的体色分布模式。反影伪装可以让鱼龙无论从上方还是下方都难以被其他动物发现，现在的许多动物也采用这种保护策略。不仅如此，反影伪装还可以帮助动物抵抗紫外线侵害和调节体温。

鱼龙在地球上生活了1.5亿年，最终在约9 000万年前灭绝，比恐龙早2 500万年从地球上消失。至于鱼龙灭绝的原因，有可能是鱼龙适宜捕捉的食物数量逐渐减少，也有可能是竞争不过异军突起的沧龙类。即便如此，鱼龙依然是整个中生代最具代表性的爬行动物之一。

选自《科学之友》