貴州發現2.28億年前龜化石 出現喙保留牙齒 無甲殼

中國始喙龜化石。

龜在中華文化中具有獨特地位，被看作是長壽的象徵。然而，從探尋生物起源的角度來看，大眾對龜的熱度通常不及人類、恐龍，甚至鳥類。

「只有一個原因，現在大家都還能看到龜，它被當做寵物、甚至餐桌上的食物。」中科院古脊椎動物與古人類研究所李淳研究員表述。

北京時間8月23日凌晨，由中科院古脊椎動物與古人類研究所領銜，蘇格蘭國家博物館、美國菲爾德自然歷史博物館、加拿大自然博物館學者聯合參與的國際合作團隊在頂級學術期刊《自然》（Nature）發表文章：研究團隊在中國西南部的貴州省關嶺地區發現了2.28億年前的原始龜，保存於三疊紀晚期海相泥灰岩中，這隻體長超過2米的巨型龜是迄今為止發現的第一隻開始出現喙的龜，且無甲殼。

這隻龜被命名為中國始喙龜（Eorhynchochelys sinensis），是繼半甲齒龜之後關嶺出現的又一種重要早期龜類化石。李淳表示， 「進一步彌補了龜類早期演化中重要的一環。」

對長期從事中國三疊紀海生爬行動物化石研究的李淳來說，龜的獨特是眾多其他生物無法比肩的。

龜的身體結構與其他四足動物截然不同，軀乾部分很短，被封閉的甲殼（背甲和腹甲）包裹，其內部骨骼，如脊椎、肋骨、肩帶、腰帶等不僅與甲殼相癒合，而且各自本身也有一系列特化。龜類的口中沒有牙齒，而是像鳥類一樣代之以角質喙。

「如果所有的四足動物都是汽車的話，龜和其他動物之間的差異就像吊著走的纜車和其他各種汽車一樣。」李淳略顯激動地說，「如果龜和恐龍一樣現在滅絕了，我們現在只能看到化石，那麼有人說它是外星動物而不是地球產物，可能都不為過。」

中國始喙龜頭骨復原。

龜的演化長久以來是一個巨大的謎團。

2.1億年前晚三疊紀中期德國的原顎龜（Proganochelys）曾向人們展示出，在超過2億年的時間裡，龜類的身體模式基本沒有發生變化。「原顎龜已經和我們現在看到的龜沒有什麼差別了，龜這種奇怪的身體結構在化石紀錄裡一出現就跟現在一樣，我們看不到它的一步步演變，2億多年都沒有變化」

龜也因此長期被認為是和達爾文「漸進式」生物進化論相悖的有力證據。

2008年，同樣在關嶺地區發現的另一隻原始龜打破了上述「演化僵局」。彼時，李淳等人在《自然》報導了半甲齒龜（Odontochelys semitestacea），即一隻具有滿口牙齒和只有腹甲尚未形成背甲的龜。

「整整10年前來自中國的研究讓大家看到了『turtle before a turtle』，當時在和現在同一地點找到的半甲齒龜被評為是龜類歷史上具有裡程碑性質的發現。」李淳表示。古生物學界因此開始對龜類的早期演化有了實質性了解。

此番的中國始喙龜的「問世」則始於3年前。當時，李淳在三亞海洋古生物博物館（籌建中）藏品中注意到一件疑似原始龜類的化石。

「我看到一個非常奇怪的化石，當時這塊完整的化石還是埋在岩石裡面的，初步判斷這是一種原始龜類，而且是一種大型的原始龜類，半甲齒龜個頭比它小很多。」

基於這樣的判斷，李淳研究團隊將化石運回北京，化石修理（在顯微鏡下將骨骼一點點從化石中暴露出來）了一年多時間，最終確認了初步設想：這是產自半甲齒龜化石層位之下7.5米處的更加古老的龜類。

隨後，四國學者組成的研究團隊分析了來自世界不同地區的全部重要原始龜類化石材料，確定了新標本在龜類早期演化中承上啟下的系統位置。

中國始喙龜體長超過2米，有著細長的尾巴，軀乾較短。現代龜的「重要武器」龜甲在這隻原始龜中均尚未形成，僅具有加寬的肋骨。首次出現了封閉的上顳孔和剛性腰帶，即臀部腹側兩恥骨和兩坐骨形成前後、左右縫合且不能活動的聯合體。

和現在大家所能看到的龜類似的一點是，中國始喙龜的嘴是像鳥一樣的喙。

這隻中國始喙龜被認為集多種原始特徵、進步特徵和過渡特徵於一身。

「現在發現的這個中國始喙龜，它的系統位置就處於2015年德國發現的更原始的羅氏祖龜（Pappochelys）和半甲齒龜之間，彌補了中間的空白。它最有意義的特徵就是喙出現了，另外它的背甲、腹甲都沒有形成。」李淳表示。

至於為什麼比中國始喙龜出現更晚的半甲齒龜反而出現滿口牙齒但尚未看到喙，李淳坦言，「我們不能做一個很肯定的解釋，如果泛泛地講，它說明了龜類早期演化的複雜性。」

李淳提到，「所有看到的原始龜類並不意味著都是龜類主線上的直系祖先，可能只是代表了一個演化階段，或者都是一些旁支。好比我們這次並沒有找到半甲齒龜的『父親』，而是找到它的一個『叔叔』。我們只能看到這一代身上的一些特徵，這些特徵既有原始特徵，又有進步特徵，還有過渡特徵，所以它非常複雜。」

李淳總結，在中國始喙龜身上，沒有甲殼是原始特徵，但又具有喙，這是一個進步特徵。同時這個喙又不是單純的喙，它只是嘴的前部有喙，上、下頜的後部仍保留有牙齒，「正好是一個還保留部分牙齒、但開始有喙這樣一個過渡階段。」

「這只是其中一種解釋，但古生物學就是這樣，幾乎每一種解釋都會有不同的意見。」李淳表示。

中國始喙龜還第一次讓科學家觀察到了龜的顳孔封閉。

長期以來，龜究竟屬於雙孔類還是無孔型，也是學界的一大爭議點。「現在龜的頭骨看起來是無孔型的，所謂的『無孔』就是它的頭除了鼻孔和眼眶以外是沒有開孔，整個頭骨是封閉的。長期以來學界曾認為，龜和現代的蜥蜴、鱷魚，包括滅絕的恐龍這些雙孔類都是分開來的，是由獨立的無孔類祖先單獨演化而來的。」

但羅氏祖龜這隻迄今「最老」的龜給出了不一樣的證據。「在龜化石裡面，長久以來是看不到這個孔的，半甲齒龜仍舊是沒有孔，但祖龜看得到孔，實質性地用化石證明龜的祖先頭上有孔，但是它的問題是標本非常殘破，都是一些散骨頭，根據形狀復原得出有孔。」

此番中國始喙龜的三塊骨頭則非常完美地構成了一種情形：在以前有孔的情況下三塊頭骨相互之間的位置關係保留著，由於它更緊湊就封閉了，但能夠看到有孔痕跡。李淳形象比喻，「就像門剛剛要關上的時候，但還留了一條縫隙。」

中國始喙龜生態復原。

值得一提的是，無論是半甲齒龜還是中國始喙龜，均發現於關嶺地區，該地區也被稱為是「化石寶庫」。

在2億多年前的三疊紀時期，關嶺屬於海洋的一部分，海洋沉積物經過億萬年來演變成為海相地層，保存有相當數量的三疊紀動物化石，絕大多數動物都屬於海生動物。

自1998年底開始，李淳在關嶺地區至今工作了整整20年。「整個貴州西南部、雲南東北部，應該是目前全世界最好的三疊紀海洋爬行動物的化石保存地。」李淳如此提及關嶺。

「近年來我們還發現了一些很有意思的現象，這裡還有陸生動物，這隻中國始喙龜也並非海龜。」李淳表示。

對古生物學家來說，判斷一種動物以前的生活方式，往往從埋藏學和骨骼分析兩種途徑出發。「儘管它發現在海相地層，龜的化石還是原地埋藏，就是說在2億多年以前死在這裡之後就沒有動過地方，包括沒有被水流沖走、沒有被搬過地方，在原地形成化石。但這個龜有發達的五趾型四肢，表明它的陸地運動能力很強的。」

李淳進一步解釋，以現在的海龜為例，前肢的骨骼結構不是適合陸地生存的五趾型四肢，而是海裡特化出的鰭狀肢了，這就是適應海洋生活的典型特徵。

「我們認為它具有掘穴習性，生活在海濱的近岸、河口，或者泄湖，甚至相當長時間在陸地上生活，是一種兩棲型（非兩棲動物）的爬行動物，是關嶺動物群裡重要的一份子。」李淳表示。