亿万年前的鱼龙化石，告诉了我们哪些信息？

2024 年 8月 27 日，北京大学地球与空间科学学院教授江大勇在科普中国说·贵州专场带来演讲《劫难之余，向海而生》。

中生代时期，地球上爬行动物空前繁盛，形成了著名的“恐龙时代”。同一时期，一些陆上的爬行动物选择向海洋进军，开启了一段新征程，其中就包括鱼龙。

尽管恐龙等动物已经灭绝，但我们可以通过研究化石来了解它们的存在。化石是这些生物曾在地球上存在的唯一实证材料，包括骨骼化石，也包括足迹和其他遗迹。此外，通过测量DNA等方法，我们能够揭示更多基因信息。

为了进行古生物学研究，我们需要综合运用现代科学知识和技术，包括化学分析、现代生物学、现代生态学，以及各种环境测试和计算机技术。不仅是简单地寻找和挖掘化石，也包括在实验室里使用显微镜和CT扫描进行分析。

下面，让我们通过化石，深入了解一下海洋中的鱼龙。

这张图片展示了我们在中国安徽巢湖地区的古生物化石发掘成果。

通过北京大学国际合作研究团队与安徽省地质博物馆的合作，我们在巢湖的马家山地区进行了挖掘，发现了最早期的鱼龙化石。这个化石展示了一种处于陆地动物和海洋动物之间的过渡性环节，填补了从陆地爬行动物向完全适应海洋生活的典型鱼龙之间的中间演化链条。

这种鱼龙的形态值得我们仔细观察，以寻找与陆地动物以及海洋生物的相似之处。

观察其嘴巴，我们发现它相对较短，前肢较大，并在肘部呈现夹角，形成一种独特的弯曲；此外，从统计学角度来看，陆地脊椎动物的嘴巴通常较短，而这个化石显示出与此相符，相对陆地脊椎动物来说，海洋中的脊椎动物通常具有较长的嘴巴。另外，与海洋中的脊椎动物相比，陆地脊椎动物的背椎（即身体背部的椎体数量）相对较少，而这个鱼龙的椎体也相对较少，所以背部椎体数量较为接近陆地动物。因此，我们将这个化石视为一种具有过渡性特征的爬行动物，是典型陆地爬行动物和典型海洋鱼龙之间的过渡环节。

这一标本是在安徽巢湖的马家山地区发掘出来的。当时，这一发现引起了世界的关注。

同时，我们在安徽的巢湖，距今2.48亿年前的时期，不仅发现了之前提到的较为原始的鱼龙，还发现了一种特殊的早期鱼龙，我们称之为“巢湖龙”。我们修复并保藏了这一标本，它现在保存于安徽省地质博物馆。

这具化石的独特之处在于，它记录了一只雌性鱼龙正在分娩的瞬间，这种情况在全球范围内极为罕见。我们最初发现这块标本时，它被完全封盖在石头中，我们首先注意到的是一条龙鱼。在修龙鱼的时候，偶然发现下面还有这个鱼龙化石。通过仔细修复，我们揭示了一只雌性鱼龙的后半身，与之伴随的是一只小鱼龙已经产出，一只小鱼龙正在产出，而另一只小鱼龙则仍在母亲体内等待分娩。

这一发现不仅罕见，更是对古生物学研究的珍贵见证。因为令人惊讶的是，这种鱼龙并非卵生，而是胎生，为我们提供了有关早期海生爬行动物胎生方式的最早证据。这也表明，动物在适应海洋生活的演化过程中，可能经历了一种突变而非渐变的趋势。

此外，湖北的南漳和远安地区发现了湖北鳄等大量海洋爬行动物，构成湖北鳄动物群。这些发现表明，在那个时期，许多爬行动物开始向海洋演化。我们需要进一步研究为什么这些动物选择向海洋发展。是因为海洋中有更丰富的食物资源，更容易捕获猎物，还是因为海水温度相对空气更为稳定？这些问题需要在未来的研究中逐步揭示。

通过考察早期鱼龙的古地理图，我们发现，这些生物在全球范围内都有发现，不仅包括中国的安徽巢湖和湖北南漳、远安，还包括北极圈内、加拿大、意大利和瑞士交界的圣乔治山，以及日本和泰国等地。

这也引发了我们的一些疑问：这些早期鱼龙和其他海洋爬行动物是如何开始进入海洋？现在，我们认为可能是沿着盘古大洋的边缘开始的。

随着它们进入海洋，鱼龙的演化速率显著加快。原始鱼龙的特征包括短嘴、较小身躯，在中三叠世时代，如贵州的盘县动物群和云南的罗平生物群中的鱼龙个体变得更大，可达1-3米，甚至更长，眼睛也变得更大，游泳能力也更强。这一时期，它们大眼、长嘴、无脖子、鱼鳍状四肢等特征更为突出。

同时，与鱼龙一同存在的，还有其他爬行动物，如中三叠世的幻龙，有着扁的大脑袋、眼眶后的大颞孔、大獠牙。这些幻龙在2.44亿年前的时候是海洋中的凶猛捕食者。相较于它们，鱼龙在游泳速度上更为迅速。

这个标本出土于贵州兴义动物群，距今约2.4亿年。在这段时间内，我们见证了鱼龙的巨大化演化。从早期几十厘米长的小型鱼龙，到贵州盘县动物群的长达一到两米的混鱼龙，再到贵州兴义动物群的代表大型贵州鱼龙，体长能达到五到六米，有的鱼龙可长到甚至十几米，头部长度也可达一米。

这个标本是我们团队亲自发掘的，在贵州兴义的国家地质公园博物馆展示。在标本的腹部，我们甚至发现了一条被捕食的海龙的遗骸，表明这些大型鱼龙已然成为当时海洋生态系统中的顶级捕食者。

这种巨大的鱼龙不仅能够捕食鱼、头足动物和其他体型较小的海生爬行动物，甚至能够捕食与自身体型相当的海龙。这也显示出，在中三叠世时，鱼龙已经确立了它们在地球海洋生态系统的统治地位。这一重要发现使得我们的文章发表在国际学术期刊上，并在国际学术界引起广泛关注。

到大约2.3亿年前，以贵州关岭生物群为代表的时期，鱼龙的个体长度继续增加，有些甚至可以达到将近二十米。同时，科学家在关岭生物群中还发现了最原始的龟。这表明，爬行动物在适应海洋生活的过程中，不仅能够演化成像鱼的形态，还演化出了类似龟的体型。

作者 | 江大勇北京大学地球与空间科学学院教授