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魚龍目

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魚龍目
化石時期:250–90 Ma
三疊紀早期到白堊紀晚期
位於威斯巴登博物館的魚龍類化石
絕滅(化石)
科學分類 編輯
界: 動物界 Animalia
門: 脊索動物門 Chordata
綱: 爬蟲綱 Reptilia
演化支 真爬蟲類 Eureptilia
演化支 盧默龍類 Romeriida
亞綱: 雙孔亞綱 Diapsida
演化支 新雙弓類 Neodiapsida
下綱: 魚龍形下綱 Ichthyosauromorpha
演化支 魚龍型小綱 Ichthyosauriformes
總目: 魚龍超目 Ichthyopterygia
演化支 始魚龍類 Eoichthyosauria
目: 魚龍目 Ichthyosauria
Blainville英語Henri Marie Ducrotay de Blainville, 1835
演化支

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魚龍目(學名Ichthyosauria,來自希臘語ιχθυς」和σαυρος蜥蜴」)是一種外形類似魚類海豚的大型海生爬行動物。牠們生活在中生代的大多數時期,最早出現於約2.50億年前,比恐龍稍微早一點(2.3億年前),約9000萬年前消失,比恐龍滅絕早約2500萬年。三疊紀中期,一群陸棲爬行動物逐漸回到海洋生活,演化為魚龍類,這個過程類似今天海豚鯨魚的演化過程,但魚龍類的直系祖先至今沒確定。在侏羅紀,牠們分布尤其廣泛、繁盛;在白堊紀中期後,牠們的生態位被蛇頸龍類滄龍類取代,蛇頸龍亞目滄龍科是白堊紀時期的海生頂級掠食動物。

魚龍超目理查·歐文爵士在1840年建立,這名詞現常用於提及魚龍類的原始成員時。

魚龍和蛇頸龍 Édouard Riou英語Édouard Riou, 1863

形態

魚龍類的身長多在2至4米之間,一些種的體型較小,而某些種的體長可超過4米。牠們的頭部像海豚,擁有長口鼻部,口鼻部佈滿牙齒。如同今日的鮪魚,魚龍類的體型適於快速游泳;而某些魚龍類則適合潛至深海,類似現代鯨魚。科學家估計魚龍的游速可以達到每小時40公里。[1]

如同今日的鯨魚海豚,魚龍類呼吸空氣。不過他們是卵胎生動物(有些成年魚龍類的化石包含胎兒)。雖然魚龍類是爬行動物,其祖先是卵生動物,但所有呼吸空氣的海生動物,不是要到海岸上生蛋(如海龜和一些海蛇),就是得直接在水中產下幼年個體(如海豚和鯨魚)。由於魚龍類的流線型體型,牠們不可能能夠爬到岸上生蛋。

魚龍類的想像圖

根據藻谷亮介的估計,[2]一條2.4米長的狹翼魚龍的體重在163至168公斤之間,而一條4米長的大眼魚龍的體重在930至950公斤之間。

雖然魚龍類的外表看似魚類,但牠們並不屬於魚類。生物學家史蒂芬·傑·古爾德(Stephen Jay Gould)指出,魚龍類是他最喜歡的趨同演化的實例。在魚龍類與魚類具有類似的特徵,但不是同源演化的結果。他指出:

漢堡動物博物館中一條年輕魚龍類的化石
魚龍類的脊椎,出土於懷俄明州森丹斯組,年代為侏儸紀
「(魚龍類)與魚類的趨同性是如此之明顯,牠們在同一部位演化出的背鰭尾鰭擁有同樣的流體力學設計。由於這些結構是從無中生有演化出來,因此它們尤其顯著。陸生的爬行動物祖先背上沒有隆肉,尾巴上也沒有尾片來作為(這些結構的)前身。」

事實上最初人們以為魚龍類沒有背鰭,因為魚龍的背鰭里沒有硬骨組織,直到1890年代,在德國霍爾茨瑪登出土的保存異常完好的魚龍類化石,顯示出其背鰭的痕跡。當地特殊的保存環境允許軟組織的痕跡遺留下來。[3]

魚龍類有鰭狀的四肢,牠們可能被用來起穩定以及控制轉向的作用,而不是用來加速;加速可能主要來自於鯊魚似的尾鰭。其尾鰭分兩葉,其中下葉有尾椎的支持。

除與魚類的明顯類似處外,魚龍類與海豚也有類似的進化特徵。兩種動物的外形類似,這可能表示其行為活動也類似,也許牠們大致占據了類似的生態位

許多類似魚類的魚龍類,其主要食物是頭足綱魷魚的近親箭石亞綱。有些早期的魚龍類具有能夠咬碎貝類的牙齒,牠們的主食可能是魚類。一些大型的種擁有強壯的齶和牙齒,顯示牠們也吃小型的爬行動物。由於魚龍的體型差異很大,而且生存了這麼長的時間,因此牠們很可能有非常不同的食物來源。典型的魚龍類有很大的、受角膜環保護的眼睛,似乎說明牠們主要在夜間獵食。

發現史

魚龍類化石 - 美國自然歷史博物館

已知魚龍類最早的描述,是1699年在威爾士發現的化石殘片。

在1708年,發表過兩次最早的魚龍類脊椎化石,當時被懷疑為大洪水的遺蹟。在1811年,瑪麗·安寧(Mary Anning)在今天被稱為侏羅紀海岸萊姆里吉斯,發現了第一具完整的魚龍類化石。此後她相繼發現了三個不同的種。

在1905年,加利福尼亞大學的爬行動物挖掘團隊內華達州發現了25具化石,內華達州在三疊紀是淺海。一些這些化石今天陳列在加利福尼亞大學的考古博物館中。其它化石今天依然埋在石床中,可以在奈伊縣的州立柏林魚龍公園裡參觀這些化石。在1977年,內華達州將三疊紀的魚龍類秀尼魚龍Shonisaurus)定為州化石。內華達州是唯一發現完整的、17米長的沙尼魚龍化石的州。在1992年,任職於皇家安大略博物館加拿大魚龍類學家伊麗莎白·尼科爾斯(Elizabeth Nicholls),發現了至今為止最大的魚龍類化石,長23米。

演化史

短尾魚龍,生存於三疊紀早期的斯匹茲卑爾根島

最早期魚龍類的外表看似有鰭的蜥蜴,而不像魚類或者海豚。化石發現於加拿大中國日本挪威斯匹茲卑爾根島三疊紀中早期地層。這些早期的物種包括巢湖龍短尾魚龍歌津魚龍等,有些物種占據了當時的頂級掠食者生態位,例如海帝魚龍屬

根據藻谷亮介等人的研究,這些早期魚龍類屬於魚龍超目,但不屬於魚龍目,牠們在三疊紀早期的最後一期,或三疊紀中期的最早一期,演化為真正的魚龍目。這些魚龍很快就分化為許多種,其中包括像海蛇、10米長的杯椎魚龍,以及體型稍小、更典型的物種,例如混魚龍。三疊紀晚期的魚龍類包括:比較原始的薩斯特魚龍類、以及更像海豚的真魚龍類(例如加利福尼亞魚龍Teretocnemus)與小骻魚龍(Parvipelvia,意為「小型骨盆」,包含HudsonelpidiaMacgowania)。專家們現在對於這些魚龍是否代表進化的各種階段,意見還不一致,其中一個理論是:較為原始的薩斯特魚龍類是並系群,部分物種逐漸進化為更高級的種類;另一個理論則是,這些魚龍類是從同一祖先發展出來的兩個演化支

卡尼克階諾利克階,薩斯特魚龍類的體型達到了很大的長度。在內華達州的卡尼克階地層,發現了多具化石的通俗秀尼魚龍,身長達到15米。在太平洋兩岸的諾利克階地層,均發現秀尼魚龍的化石。在西藏發現的西藏喜馬拉雅魚龍西藏魚龍,身長達10至15米長,可能與秀尼魚龍屬於同一屬:而喜馬拉雅魚龍與西藏魚龍也可能是相同物種。在英屬哥倫比亞被發現的西卡尼秀尼魚龍,身長達到了21米的長度,是至今最大的海棲爬行動物。

在諾利克階末期,這些巨大的魚龍類(以及其小型的近親)似乎消失了。在英國的三疊紀末期瑞提階地層,發現了魚龍類化石,牠們與侏羅紀早期的魚龍類非常類似。如同恐龍,魚龍類及其同期的蛇頸龍類在三疊紀末滅絕事件後繼續存活,並在侏羅紀早期迅速多樣化,填補空缺的生態位

如同三疊紀晚期,侏羅紀早期是魚龍類的頂峰時期,當時的魚龍類包括四個科和許多種,其長度從1至10米不等。其屬包括真鼻龍魚龍屬蛇嘴魚龍狹翼魚龍、大型的掠食性動物泰曼魚龍、以及比較原始的Suevoleviathan;相比於其諾利克階的祖先,Suevoleviathan等物種的變化比較小。所有這些動物均有類似海豚的、流線型的軀體。但是,比較原始的物種可能比衍化的種類(如狹翼龍或魚龍屬)更細長些。

在侏羅紀中期,魚龍類依然繁盛,但其多樣性減少了。這個時候的代表性魚龍類包括:四米長的大眼魚龍及其近親,牠們的外表與魚龍屬類似,擁有完美的「水滴型」流線型身軀。大眼魚龍的眼睛非常大,這些動物可能在光線比較暗的深海中捕獵。

白堊紀,魚龍類的多樣性似乎繼續下降。至今為止的已知白堊紀魚龍類只有三屬、Caypullisaurus慈母椎龍扁鰭魚龍,雖然牠們分佈於全世界,但是其種類很少。在白堊紀中期的森諾曼階/土侖階滅絕事件中,這些魚龍類與上龍類消失。而流體力學性能比較差的動物,例如滄龍類蛇頸龍類繼續存活,而且非常繁茂。魚龍類的高度特化特徵,可能是牠們的滅絕原因。牠們無法獵食新出現、速度高、繁盛的真骨附類魚類;而滄龍類,蛇頸龍類的突擊的獵食方式,較適合獵食真骨類魚類。

物種分類

海因里希·哈爾德畫的魚龍
切齒魚龍
扁鰭魚龍
大眼魚龍

系統發生學

以下演化樹是根據藻谷亮介的魚龍類研究而來:[4]

魚龍目

杯椎魚龍屬

      

混魚龍類

瑪麗安魚龍類

沙斯塔魚龍科

真魚龍類

穿脛魚龍科

      

加利福尼亞魚龍屬

小胯魚龍類

麥高文魚龍科, Hudsonelpidia, 施瓦本魚龍科

      

蛇嘴魚龍科

切齒魚龍科

鮪魚龍類

狹翼魚龍科

魚龍科

大眼魚龍科

流行文化

  • 儒勒·凡爾納的小說《地心遊記》(Journey to the Center of the Earth)中,關於有魚龍蛇頸龍打鬥的描寫,但體型比實際體型更大。
  • 在電子遊戲《半條命》(Half-Life)中有一種水下的外星動物被稱為魚龍類,但外表不類似地球的魚龍類。
  • 在《冰原歷險記2》(Ice Age: The Meltdown)中和上龍一起當壞人。

參考資料

  1. ^ 存档副本. [2008-11-18]. (原始內容存檔於2016-05-07). 
  2. ^ 存档副本. [2007-02-09]. (原始內容存檔於2007-02-06). 
  3. ^ Martill D.M. 1993. Soupy Substrates: A Medium for the Exceptional Preservation of Ichthyosaurs of the Posidonia Shale (Lower Jurassic) of Germany. Kaupia - Darmstädter Beiträge zur Naturgeschichte 2: 77-97
  4. ^ Ryosuke Motani homepage - Phylogeny of Ichthyosaurs. [2008-11-18]. (原始內容存檔於2009-01-01). 
  • Ellis, Richard, (2003) Sea Dragons - Predators of the Prehistoric Oceans. University Press of Kansas ISBN 0-7006-1269-6
  • Stephen Jay Gould, "Bent out of Shape" in Eight Little Piggies.
  • Lingham-Soliar, T. (1999): A functional analysis of the skull of Goronyosaurus nigeriensis (Squamata: Mosasauridae) and Its Bearing on the Predatory Behavior and Evolution of the Enigmatic Taxon. N. Jb. Geol. Palaeont. Abh. 2134 (3): 355-74
  • Maisch, M. W. & Matzke, A. T. (2000) The ichthyosauria. Stuttgarter Beitraege zur Naturkunde. Serie B. Geologie und Palaeontologie. 2000; (298): 1-159.
  • McGowan, Christopher (1992) Dinosaurs, Spitfires and Sea Dragons, Harvard University Press, ISBN 0-674-20770-X
  • McGowan, Christopher & Motani, Ryosuke, (2003) Ichthyopterygia, Handbook of Paleoherpetology, Part 8, Verlag Dr. Friedrich Pfeil
  • Motani, R. (1997), Temporal and spatial distribution of tooth implantation in ichthyosaurs, in JM Callaway & EL Nicholls (eds.), Ancient Marine Reptiles. Academic Press. pp. 81–103.
  • Motani, R. (2000), Rulers of the Jurassic Seas, Scientific American vol.283, no. 6
  • Motani, R., Minoura, N. & Ando, T. (1998), Ichthyosaurian relationships illuminated by new primitive skeletons from Japan. Nature 393: 255-257.
  • Motani, R., Manabe, M., and Dong, Z-M, (1999) The status of Himalayasaurus tibetensis (Ichthyopterygia) pdf[失效連結], Paludicola2(2):174-181 June 1999
  • Nicholls, E. L. & Manabe, M. 2001. A new genus of ichthyosaur from the Late Triassic Pardonet Formation of British Columbia: bridging the Triassic-Jurassic gap. Canadian Journal of Earth Sciences 38, 983-1002.

外部連結