恐龙的宏观进化与生态
发布时间:2024-03-15 17:03:56 来源:文档文库
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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 恐龙的宏观进化与生态作者:黄大明 郝明泽 黄宇森 R.B.J. Benson2 来源:《中国科技纵横》2020年第07期
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摘 要:恐龙作为鸟类的祖先是中生代(Mesozoic)的大型陆栖动物。是侏罗纪—白垩纪(Jurassic-Cretaceous)生态系统的重要角色。并且在生理、发育和繁殖上不同于现存物种。恐龙具有极大的结构多样性,并且其化石记录了向鸟类形态进化的过程。系统发育的研究为恐龙的宏观进化提供了新的研究角度,包括适应环境的体型进化,种间差异模式,鸟类和近鸟类特征的起源。探讨自然生态、生活史、恐龙生物特征对恐龙进化的影响一直是古生物学研究的前沿。
关键词:恐龙;宏观进化;生态;古生物学;系统发育
中图分类号:Q915 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)07-0212-09 0 导论
恐龙(Dinosauria)属动物界,脊索动物门,脊椎动物亚门,蜥形纲,双孔亚纲(蜥臀目、鸟臀目)。在中生代(距今约2.5亿年~距今约6500万年)的陆地生态系统中,恐龙种类十分丰富,且全球分布,具有明显的种群与群落多样性。恐龙起源于早三叠纪(Triassic)或中三叠纪(三叠纪距今约2.5亿~2亿年),是二叠纪(Permian,距今约2.9亿~2.5亿年)
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 末期物种大灭绝后爬行类大爆发的主要时期。最古老的化石来自美国南部的卡尼阶地层(Carnian),距今约2.3亿年前[84]。根据早期分化和延绵长久的独立进化分支,分为3个大类:蜥臀目蜥脚亚目(Sauropodomorpha)、蜥臀目兽脚亚目(Theropoda)和鸟臀目(Ornithischia)。恐龙在三叠纪末期迅速发展,在早侏罗纪(Jurassic,距今约1.9亿~1.4亿年)遍布全球[81]。鸟类是现存唯一的恐龙,起源于兽脚亚目的一个类群。鸟类总群(crown-group)起源于白垩纪(Cretaceous,距今约1.4亿~6550万年),形成现有的约1万多种鸟类。是脊椎动物中的特殊类群。非鸟类恐龙(nonavian dinosaurs)生活的时间跨度达到至少1.64亿年,并在白垩纪末期灭绝。
对恐龙的各层面研究,近年来显著增多。一个包含了大约1250个物种中962个的大分枝树的建立[89],使得宏观进化中对脊椎动物适应辐射进化的系统发生研究成为可能[22,23,24,26,40,46,81,87,90,119,154,155]。因为化石的种系发生有很强的时间深度,使得宏观进化模式相比较仅用现存种群作为证据更加清晰[67]。恐龙同时也是理论生态学与营养模式的研究目标[54,63,101,108]。由于恐龙与其它哺乳动物物种间存在显著的不同。特别是其巨大陆栖卵生、大型幼体防御力弱、体型向巨大进化,也许在中生代陆地生态系统有重要作用[71,82,122,123,143]。恐龙巨大代谢速率应该在生态系统能量流动中占有重要地位,生活史中生长与繁殖的能量分配也值得研究。化石记录提供了在漫长时间尺度上认识全球生物区系的独特视角,但其提供的信息还是很不完整。大部分恐龙化石仅仅来自一些很小的考古挖掘点。是特定地质时间段上特定区域动物区系样本。在样本外,地球上大部分的生物区系在其它特定的时间段是未知的。另外化石保存与个体情况有关,因此总会有偏差存在[20,21,33,38,51,62,81,142]。 1 恐龙发展史简介
爬行动物中,在进化上与恐龙亲缘关系最近的有飞行的翼龙类(pterosaurs)和西里龙类(silesaurids)。恐龙与一些其它灭绝类群形成鸟类祖先所在的早期总群。图1:所有恐龙物种与鸟类的亲缘关系都比与鳄类(crocodilians)近。实际上,鸟类起源于兽脚类恐龙,而非鸟臀类恐龙,二者共同构成了大部分的鸟类分支主干(stem-lineage)[112,130,131,152]。 最早的恐龙是两足动物[84,130],绝大部分体重在10~30kg之间[23,26,84,130]。恐龙进化早期的生态差异由牙齿的差异体现出来[13,15,84,104,130]:早期兽脚亚目为肉食性,鸟臀目为植食性,蜥脚亚目为杂食性(蜥脚亚目后来也过渡为植食性)[14,122]。 在晚三叠纪灭绝中,恐龙表现出较高的存活率,而当时的许多其它大型陆栖脊椎动物灭绝,包括非哺乳的下孔类(nonmammaliamorph synapsids)和拟鳄类(noncrocodylomorph pseudosuchians)(哺乳动物和鳄类总群的早期分化种类)