你是肺鱼。你只顾着自己的事,在一个热带低地湖泊温暖浑浊的水中寻找蜗牛和其他美味的食物,这个湖泊将在大约3.4亿年后位于东部爱荷华州.你那长而丰满的身体,就像长着小鳍的水生香肠,游过浅滩,经过一块看起来像大石头的地方。

它不是石头。在这个古老的生态系统中,它是一个六英尺长的巨人:一个肌肉发达的威胁,可能会被误认为是一只体型过大的鳄鱼霸王龙.它有力的四肢稳稳地躺在湖床上,猛力出击,张开又闭上长而窄的下颚,上面长着刀一样的牙齿。这种顶级掠食者生来就是为了捕食比你大的动物,包括鲨鱼,但你也可以当零食吃。振作起来,不幸的肺鱼:很快,至少在地质年代,这种生物和所有其他生物Whatcheeria deltae将会灭绝。他们的骨骼化石总有一天会被藏在柜子的抽屉里,在公众视线之外芝加哥菲尔德自然历史博物馆。

它就在那儿,藏在那几百个w . deltae从一根股骨到几乎完整的骨架,科学家们最近发现了一个情节转折:这种古代爱荷华州的捕食者在年轻时变得非常大,非常快。这种幼体快速生长的模式被认为是几亿年后进化出来的一种适应。在这种早已灭绝的动物身上发现它,挑战了我们以及所有其他四肢动物是如何形成的既定假设。

“这是一个范式的转变,”洛约拉大学芝加哥古组织学家梅根·惠特尼说,她是该研究的主要作者一篇论文发表于本周通信生物学这描述了这种动物惊人的生长模式。惠特尼被切成几段Whatcheeria显微镜下研究保存的结构化石,揭示了骨骼生长和形状变化的速度。她发现了与人类骨骼早年经历相似的巨大变化。

惠特尼补充说,她的团队的发现不仅改变了我们对Whatcheeria:“它讲述了我们的故事。”

菲尔德博物馆收藏的一个<em>Whatcheeria</em>的头骨化石。
头骨化石Whatcheeria在菲尔德博物馆的收藏中Kate Golembiewski, Field博物馆

Whatcheeria不是我们的直系祖先,而是我们庞大族谱中的远亲。爱荷华州的捕食者是早期的四足动物,或者说是四肢动物,生活在这个群体从水过渡到陆地的时期。四足动物的族谱最终演变成每一种生活在或曾经生活在陆地上的脊椎动物,还有一些,包括鲸鱼和海豹,回到了水中。长期以来,科学家们一直认为,快速生长只发生在最先进的四足动物谱系中,这些动物进化出了最特殊的特征:鸟类、它们的恐龙祖先和哺乳动物。

“我们认为高生长率是超级专门化的,主要是鸟类和哺乳动物,”惠特尼说,他开始了这项研究Whatcheeria当时在哈佛大学,作为早期四足动物发展的一个更大项目的一部分。她预计,爱荷华州的食肉动物在个体的一生中会有一个更慢、更一致的生长模式,类似于现代鳄鱼,后者没有像其他四足动物物种那样进化或专业化。“这是不言而喻的,缓慢和稳定必须是所有四足动物的祖先状态。这就是我所期待的。”

正如合著者本·奥图回忆的那样,在项目期间,事情并没有按计划进行。“当我们把骨头敲开,看到Whatcheeria我们想,‘这是什么非常奇怪,’”隶属于菲尔德博物馆和芝加哥大学的古生物学家Otoo说。

找到快速增长Whatcheeria惠特尼说,这表明这种特征在四足动物进化的最早阶段就已经存在了。这表明,快速生长可能是一种祖先或默认的特征,这将是“我们对四足动物生长速度进化方式的完全转变”。或者,她承认,还有另一种可能性:Whatcheeria它只是个怪人,它有自己的事。”

以爱荷华州的城镇命名什么快乐以及在采石场附近的德尔塔,20世纪80年代首次在那里收集了它的化石,w . deltae“有一些明显奇怪的特征,”合著者、菲尔德博物馆的古生物学家肯·安吉尔奇克说。

它有强壮的四肢而不是鳍,但它一生都在水里度过,可能只有偶尔登上陆地,在那里它会缓慢而笨拙。尽管如此,安吉尔奇克说:“这是一种非常令人印象深刻的动物,有着巨大而凶猛的牙齿。”他向菲尔德最著名的居民点头,补充道:“那是苏the霸王龙它的时代。你不会想碰到Whatcheeria”。

他补充说,没有一种现代动物能与这种消失已久的捕食者相提并论,但它的捕猎行为可能与短吻鳄龟类似。“它们体型很大,很健壮,四肢又大又重,但它们大部分时间都在水里。他们坐在底部。它们是埋伏的掠食者,当它们四处走动时,它们实际上是在海底行走。而且很可能Whatcheeria差不多就是这样。”

短吻鳄龟是一种四肢有力的水生动物,是潜伏在湖泊和河流底部的伏击捕食者。古生物学家认为Whatcheeria可能使用了类似的狩猎策略。
短吻鳄龟是一种四肢有力的水生动物,是潜伏在湖泊和河流底部的伏击捕食者。古生物学家认为Whatcheeria可能使用了类似的捕猎策略。Christopher Evans, CC BY 2.0/Flickr

布里斯托尔大学的古生物学家詹姆斯·罗森没有参与这篇新论文,但他进行了研究Whatcheeria他还试图找到与爱荷华州古代灾难相似的现代物种:“它表面上看起来可能像一只巨大的蝾螈,有着像鳄鱼一样的捕食生态系统,游泳方式与鸭嘴鸭嘴兽相当。”

不过,Otoo笑着说:“在两米(长),在这个时间点,尤其是在这个地方,这有点像‘想做什么就做什么’。”

Whatcheeria它是其生态系统中最大的掠食者,虽然尚不清楚为什么幼龙长得这么快,但至少有一些成年龙Whatcheeria长度超过6英尺,这表明了它可能是有利的一个原因,安吉奇克说。“这有助于快速成长,而不是成为别人的午餐。”

Whatcheeria也是从老采石场收集到的最常见的化石,这使得分析它的生长模式成为可能。有了这么多来自多个少年和成年恐龙的标本,研究小组可以从不同的生命阶段对骨骼进行取样。

Whatcheeria是一个有趣而重要的物种,如果你从未听说过它,不要觉得落后于曲线。“没人看过,”惠特尼笑着说。“即使作为一名古生物学家,我也不知道Whatcheeria直到我开始了这个项目。应该更广为人知的是,这些化石不像霸王龙”。

古生物学家Ben Otoo是这篇新论文的合著者,他有一个成年动物的真人大小的插图<em>Whatcheeria delta </em>。
古生物学家本·奥图(Ben Otoo)是这篇新论文的合著者,他展示了一幅真人大小的成年人插图Whatcheeria deltaeBen Otoo提供

多亏了意外的发现Whatcheeria然而,这种已经灭绝的捕食者可能最终会得到一些尊重。其他古生物学家已经认为这些发现意义重大。“我认为这里提出的证据为青少年快速生长提供了一个很好的例子Whatcheeria布里斯托尔大学的罗森说。“这表明,关于其他早期四足动物的生活史,可能还有很多东西需要了解。”

乌普萨拉大学的古生物学家Per Ahlberg研究早期四足动物已经超过30年了,他说这篇新论文的结论是合理的,但并不一定令人惊讶。他指出,中国也有类似的快速增长迹象Eusthenopteron,一种生活在4000多万年前的鱼Whatcheeria但似乎与早期四足动物密切相关。“在某些方面Whatcheeria看起来像是加速版的Eusthenopteron他说。

结果可能是Whatcheeria它颠覆了我们对早期四足动物的预期,不是因为它奇怪,而是因为我们的假设是错误的。“关于最早的四足动物骨骼组织学的研究并不多,”Ahlberg说。“但这将在未来几年实现。”他的实验室是改进非侵入性骨骼显微结构成像方法的几个小组之一,这将使科学家们可以看到即使是最稀有的化石,而不需要切片。

现在,所有的Whatcheeria当科学家们继续拼凑早期四足动物的谜团时,它们就像古代肺鱼游过一个巨大的影子一样,被遗忘在了菲尔德的抽屉里。

“这是我们的起源故事。这就是我们的起源,”惠特尼说。“你没有任何关于骨头在陆地上行走的故事不是来自这个故事。这比我们想象的要复杂得多。”