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2024 年 8月 27 日，北京大學地球與空間科學學院教授江大勇在科普中國說·貴州專場帶來演講《劫難之余，向海而生》。

中生代時期，地球上爬行動物空前繁盛，形成了著名的“恐龍時代”。同一時期，一些陸上的爬行動物選擇向海洋進軍，開啟了一段新征程，其中就包括魚龍。

盡管恐龍等動物已經滅絕，但我們可以通過研究化石來了解它們的存在。化石是這些生物曾在地球上存在的唯一實證材料，包括骨骼化石，也包括足跡和其他遺跡。此外，通過測量DNA等方法，我們能夠揭示更多基因信息。

為了進行古生物學研究，我們需要綜合運用現代科學知識和技術，包括化學分析、現代生物學、現代生態學，以及各種環境測試和計算機技術。不僅是簡單地尋找和挖掘化石，也包括在實驗室里使用顯微鏡和CT掃描進行分析。

下面，讓我們通過化石，深入了解一下海洋中的魚龍。

這張圖片展示了我們在中國安徽巢湖地區的古生物化石發掘成果。

通過北京大學國際合作研究團隊與安徽省地質博物館的合作，我們在巢湖的馬家山地區進行了挖掘，發現了最早期的魚龍化石。這個化石展示了一種處于陸地動物和海洋動物之間的過渡性環節，填補了從陸地爬行動物向完全適應海洋生活的典型魚龍之間的中間演化鏈條。

這種魚龍的形態值得我們仔細觀察，以尋找與陸地動物以及海洋生物的相似之處。

觀察其嘴巴，我們發現它相對較短，前肢較大，并在肘部呈現夾角，形成一種獨特的彎曲；此外，從統計學角度來看，陸地脊椎動物的嘴巴通常較短，而這個化石顯示出與此相符，相對陸地脊椎動物來說，海洋中的脊椎動物通常具有較長的嘴巴。另外，與海洋中的脊椎動物相比，陸地脊椎動物的背椎（即身體背部的椎體數量）相對較少，而這個魚龍的椎體也相對較少，所以背部椎體數量較為接近陸地動物。因此，我們將這個化石視為一種具有過渡性特征的爬行動物，是典型陸地爬行動物和典型海洋魚龍之間的過渡環節。

這一標本是在安徽巢湖的馬家山地區發掘出來的。當時，這一發現引起了世界的關注。

同時，我們在安徽的巢湖，距今2.48億年前的時期，不僅發現了之前提到的較為原始的魚龍，還發現了一種特殊的早期魚龍，我們稱之為“巢湖龍”。我們修復并保藏了這一標本，它現在保存于安徽省地質博物館。

這具化石的獨特之處在于，它記錄了一只雌性魚龍正在分娩的瞬間，這種情況在全球范圍內極為罕見。我們最初發現這塊標本時，它被完全封蓋在石頭中，我們首先注意到的是一條龍魚。在修龍魚的時候，偶然發現下面還有這個魚龍化石。通過仔細修復，我們揭示了一只雌性魚龍的后半身，與之伴隨的是一只小魚龍已經產出，一只小魚龍正在產出，而另一只小魚龍則仍在母親體內等待分娩。

這一發現不僅罕見，更是對古生物學研究的珍貴見證。因為令人驚訝的是，這種魚龍并非卵生，而是胎生，為我們提供了有關早期海生爬行動物胎生方式的最早證據。這也表明，動物在適應海洋生活的演化過程中，可能經歷了一種突變而非漸變的趨勢。

此外，湖北的南漳和遠安地區發現了湖北鱷等大量海洋爬行動物，構成湖北鱷動物群。這些發現表明，在那個時期，許多爬行動物開始向海洋演化。我們需要進一步研究為什么這些動物選擇向海洋發展。是因為海洋中有更豐富的食物資源，更容易捕獲獵物，還是因為海水溫度相對空氣更為穩定？這些問題需要在未來的研究中逐步揭示。

通過考察早期魚龍的古地理圖，我們發現，這些生物在全球范圍內都有發現，不僅包括中國的安徽巢湖和湖北南漳、遠安，還包括北極圈內、加拿大、意大利和瑞士交界的圣喬治山，以及日本和泰國等地。

這也引發了我們的一些疑問：這些早期魚龍和其他海洋爬行動物是如何開始進入海洋？現在，我們認為可能是沿著盤古大洋的邊緣開始的。

隨著它們進入海洋，魚龍的演化速率顯著加快。原始魚龍的特征包括短嘴、較小身軀，在中三疊世時代，如貴州的盤縣動物群和云南的羅平生物群中的魚龍個體變得更大，可達1-3米，甚至更長，眼睛也變得更大，游泳能力也更強。這一時期，它們大眼、長嘴、無脖子、魚鰭狀四肢等特征更為突出。

同時，與魚龍一同存在的，還有其他爬行動物，如中三疊世的幻龍，有著扁的大腦袋、眼眶后的大顳孔、大獠牙。這些幻龍在2.44億年前的時候是海洋中的兇猛捕食者。相較于它們，魚龍在游泳速度上更為迅速。

這個標本出土于貴州興義動物群，距今約2.4億年。在這段時間內，我們見證了魚龍的巨大化演化。從早期幾十厘米長的小型魚龍，到貴州盤縣動物群的長達一到兩米的混魚龍，再到貴州興義動物群的代表大型貴州魚龍，體長能達到五到六米，有的魚龍可長到甚至十幾米，頭部長度也可達一米。

這個標本是我們團隊親自發掘的，在貴州興義的國家地質公園博物館展示。在標本的腹部，我們甚至發現了一條被捕食的海龍的遺骸，表明這些大型魚龍已然成為當時海洋生態系統中的頂級捕食者。

這種巨大的魚龍不僅能夠捕食魚、頭足動物和其他體型較小的海生爬行動物，甚至能夠捕食與自身體型相當的海龍。這也顯示出，在中三疊世時，魚龍已經確立了它們在地球海洋生態系統的統治地位。這一重要發現使得我們的文章發表在國際學術期刊上，并在國際學術界引起廣泛關注。

到大約2.3億年前，以貴州關嶺生物群為代表的時期，魚龍的個體長度繼續增加，有些甚至可以達到將近二十米。同時，科學家在關嶺生物群中還發現了最原始的龜。這表明，爬行動物在適應海洋生活的過程中，不僅能夠演化成像魚的形態，還演化出了類似龜的體型。

作者 | 江大勇 北京大學地球與空間科學學院教授