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懷孕的恐頭龍捕食魚類的復原圖

本研究發現的恐頭龍化石；放大的部分為胚胎骨骼；比例尺為10厘米

發現化石的位置情況
（神秘的地球uux.cn報道）據合肥工業大學資源與環境工程學院：眾所周知，哺乳動物下崽，和后合使海洋爬行動物下蛋。代性定機得爬但是別基霸主，北京時間今天凌晨發表于《自然•通訊》的因決一篇研究亮點文章顛覆了這一傳統認識，首次報道了胎生在初龍型爬行動物中的制兩者結發現。這一題為“初龍型爬行動物胎生”的行動重要成果重塑了科學家對爬行動物生殖方式演化的理解。研究結果顯示胎生和后代性別基因決定機制這兩者結合使得爬行動物得以成為中生代海洋中的物成為中霸主。
重要的生代進化事件，譬如說脊椎動物從海洋登陸，胎生通常由一系列重要的和后合使海洋形態結構上的改變而導致。胎生在羊膜卵動物中的代性定機得爬演化所導致的脊椎動物由陸地重返海洋是生命進化史上的重要一環。《自然•通訊》于今日所報導的別基霸主來自于云南羅平國家地質公園的化石顯示了胎生的證據。最令人驚奇的因決是，此前胎生在這一類動物中從未被發現。制兩者結
胎生是除鴨嘴獸等少數幾種動物之外所有其它哺乳動物的一大典型特征。在這些哺乳動物中，母親通過胎盤給胎兒提供營養。但事實上，胎生在蜥蜴和蛇類中也較常見。在有些蜥蜴和蛇類中，胚胎在母體中直接成長孵化，出生時就與外界環境有了直接接觸。在現生的大約9400種蜥蜴和蛇類中，約有20%左右的物種采取了胎生的方式。初龍型動物是包含現生的鱷魚和鳥類以及絕滅的恐龍和翼龍等在內的爬行動物，目前約有超過10000種現生種類。但是在這一類群中，胎生從未被發現。
新發現的化石是一種不同尋常的長脖海怪，其脖子長度可達到軀干的兩倍，外形上有點像傳說中的尼斯湖水怪（圖1）。此化石屬于先期報導過的一種名為恐頭龍的海生爬行動物。恐頭龍屬于原龍類，比現生初龍類更為原始，主要生活在中三疊世特提斯洋東岸的淺海區域，也就是現在的華南地區。恐頭龍主要通過其長脖子伏擊魚類為食。新發現的恐頭龍化石大約3-4米長，其脖子的長度幾乎達到整個身軀長度的一半。
“當六年前我還是香港大學的一位博士研究生時，在成都地質礦產研究所的實驗室完成化石的整體修理后，我非常激動”，本研究的主要完成者，來自于合肥工業大學的劉俊博士說，“我不確定此件胚胎化石到底是同類相食的結果抑或是胎生的證據，但是我知道這兩種假說中的任何一種都意味著不同尋常的發現”。新發現的胚胎化石位于母體的內部，軀干整體指向母體的前方（圖2），而一般被捕食的獵物未消化之前在體腔內部頭朝后。“這證明了此胚胎化石為母體內部正在成長的胎兒，而不是同類相食的結果。胚胎化石呈卷曲狀，這是脊椎動物胚胎的典型姿勢。胚胎化石骨化較好，顯示其處于比較高級的胚胎發育階段。在胚胎周圍，也沒有找到鈣化的蛋殼。這些證據都指示恐頭龍應為胎生，這也和恐頭龍高度適應水生的形態特征相吻合。長長的脖子以及鰭狀的四肢這些特征都指示恐頭龍不大可能爬到陸地下蛋。”
對化石進一步的研究以及全新的譜系發育分析的結果首次證實了胎生在初龍型動物中的存在。“這一發現使得我們對初龍型動物生殖方式的了解從侏羅紀前推到了三疊紀，往前跨越了5千萬年”， 論文的共同作者，來自于澳大利亞昆士蘭大學的Jonathan C. Aitchison教授評價到。
一些現生的爬行動物，譬如說鱷魚，它們的后代性別由外界的環境溫度決定。而鳥類和哺乳動物的后代性別則由基因決定。后代性別的決定機制已經被證實和輻射演化密切相關。美國蒙大拿州立大學的助理教授Chris Organ博士是這一領域的專家。由其領銜的研究小組曾于2009年在《自然》雜志上發表過一篇有關已經滅絕的海生爬行動物生殖方式和后代性別決定機制關系的文章。為了進一步探討胎生在初龍型動物中出現的意義，劉俊博士聯系Chris Organ博士進行了進一步的合作研究。“通過譜系模擬，我們發現恐頭龍的后代性別由基因決定。考慮到和恐頭龍關系最為密切的現生類群，包括龜類以及鱷魚其后代的性別都是由外界環境溫度決定，這是一項非同尋常的發現”，Chris Organ博士補充到。
在化石中鑒定性別的決定機制不是一件容易的事，這是因為性別決定機制本身不能保存為化石。“在羊膜卵化石中要想判斷后代性別由什么決定，首先需要收集現生羊膜卵動物的性別決定機制和生殖方式，然后利用它們相互之間的親緣關系以及化石物種所顯示的生殖方式，通過譜系模擬來推測絕滅生物的性別決定機制，這是一個非常復雜晦澀的過程”，劉俊博士說。
在低緯度地區的廣海環境中，溫度相對比較穩定。這種環境對性別由外界溫度決定的羊膜卵動物來說不具有優勢。與此同時，爬行動物的蛋不能在水里孵化。這是因為蛋里的胚胎需要從外界的空氣呼吸氧氣，而這一交換過程在海水中極為緩慢。上述推論似乎意味著同時具有胎生和性別基因決定機制的爬行動物應該更為適應廣海生活。本研究中所進行的譜系模擬支持了上述推論，幫助像恐頭龍這樣的爬行動物成為統治中生代海洋的霸主。
“對于現生的初龍為什么沒有演化出胎生的現象，現代生物學家有一些猜測，提出的假說也較多”，論文的共同作者，來自于澳大利亞悉尼大學的Matthew C. Brandley博士說到。“但是對恐頭龍的分析顯示在初龍型動物中沒有內在的遺傳或者發育機制阻止胎生在這一類群中的演化”， 論文的另一共同作者，來自于英國布里斯托爾大學的Michael J. Benton院士補充到。
“這一非常重要的發現重塑了我們對爬行動物生殖方式演化的理解，并將使得學界目前的研究重心從對什么因素限制了胎生在初龍型動物中的出現轉移到探討自然選擇在初龍型動物演化出胎生中所扮演的角色”，本研究的一位匿名評審人評述到。
其它信息：
本研究由合肥工業大學資源與環境工程學院副教授劉俊博士領銜，參與單位包括國土資源部成都地質礦產研究所、中國科學院南京地質古生物研究所、美國蒙大拿州立大學、英國布里斯托爾大學、澳大利亞悉尼大學以及昆士蘭大學，合肥工業大學為第一和通訊作者單位。這是劉俊博士領銜的科研成果繼2014年（http://www.natureasia.com/en/research/highlight/9616）之后第二次作為研究亮點被《自然•亞洲》報導（http://www.natureasia.com/zh-cn/research/highlight/11638）。這一科研成果也將被本周四出版的《自然》雜志選為當周科學界的研究亮點。目前，美國《國家地理》/《探索雜志》、英國BBC、法國法新社、澳大利亞廣播公司以及國內的科技日報等二十多家國內外知名媒體已經分別通過視頻、電話或郵件的方式對此研究成果進行了出版前的專訪，部分采訪報道可見于http://www.nature.com/articles/ncomms14445/metrics的鏈接。
本研究中涉及到的化石發現于云南羅平國家地質公園，由成都地質礦產研究所張啟躍研究員及其團隊于2008年組織的野外發掘中采集獲得（圖3）。本研究得到了國家自然科學基金委、現代古生物學與地層學國家重點實驗室、安徽省自然科學基金委以及合肥工業大學的資助。野外發掘和實驗室的修理工作受到了中國地質調查局資助。
研究論文：
Liu, J., Organ, C.L., Benton, M.J., Brandley, M.C., and Aitchison, J.C. 2017. Live birth in an archosauromorph reptile. Nature Communications, 8(14445): 1-8, doi: 10.1038/ncomms14445.
全文可于http://www.nature.com/articles/ncomms14445免費下載。