近日,由合肥工业大学古生物研究团队主导完成的成果发表于国际重要学术期刊《Biological Reviews》。研究团队基于一件采自北极地区斯匹次卑尔根岛三维保存较好的化石,建立了鱼龙类一新属新种民科碾菊石鱼龙Ammonitritor scientiacivium。同时,该研究对鱼龙类短头鱼龙科(Omphalosauridae)进行了系统梳理,总结了短头鱼龙科的形态特征、系统发育关系及化石分布,并探讨了这一类群在二叠纪末生物大灭绝之后海洋生态系统复苏过程中的演化与生态意义。
约2.5亿年前发生的二叠纪末生物大灭绝是地球生命演化史上最严重的生物危机之一,对海洋生物多样性和生态系统结构造成了深远影响。大灭绝之后,海洋生态系统经历了复杂的复苏与重建过程。早期海生爬行动物的出现、扩散及生态分化,为研究这一过程提供了重要窗口。
短头鱼龙类是生活于早-中三叠世(~2.5-2.4亿年前)的一类神秘海生爬行动物,包括短头鱼龙属、刚体龙属和短吻龙属等,主要分布于当时的北半球(图1)。由于这一类群的化石长期以零散的颌骨和牙齿为主,其头骨整体结构、系统分类位置及摄食方式一直缺乏充分认识。

图1、短头鱼龙科化石古地理分布
短头鱼龙科的研究历史可以追溯到20世纪初。1906年,美国古生物学家John Campbell Merriam依据美国内华达州发现的化石,建立了短头鱼龙属(Omphalosaurus)。此后,研究人员陆续在内华达州发现了更多相关材料,逐步丰富了对这一类群形态特征的认识。然而,由于早期标本大多不完整,其头骨整体形态及与其他早期海生爬行动物的亲缘关系始终未能得到充分揭示。
北极地区同样是短头鱼龙科化石的重要产地。1910年,瑞典古生物学家Carl Wiman首先报道了来自斯匹次卑尔根岛的相关化石。此后,法国、挪威等国的研究团队陆续对当地发现的材料开展研究,进一步丰富了人们对北极短头鱼龙类的认识。不过,已发表的化石仍主要为孤立的颌骨和牙齿,头骨的整体形态及不同骨骼之间的解剖关系仍不清楚。
2010年,我校外籍讲席教授马丁·山大所领导的古生物研究团队成员在北极斯匹次卑尔根岛下三叠统的一处山坡地表发现了数块碳酸盐结核。经过后续修理,这些结核中保存的珍贵化石逐渐显露出来。该标本的头骨具有较好的三维保存状态,未受到明显的挤压变形,为研究短头鱼龙类的头骨解剖结构提供了难得的材料(图2)。此后,研究团队对该标本开展了系统研究,并据此建立了鱼龙型类新属新种——民科碾菊石鱼龙(Ammonitritor scientiacivium)。新属名融合了与菊石类相关的含义及“研磨者”的意象,反映了研究者对其可能处理带壳猎物的推测,种名则旨在致敬民间科学家对古生物学研究的贡献。

图2、民科碾菊石鱼龙的正模标本
研究团队发现短头鱼龙类在早三叠世已经具有广泛地理分布,并表现出显著的体型差异。部分早三叠世物种体长可能超过6米,而中三叠世的一些物种则可能超过10米。这些发现表明,在二叠纪末生物大灭绝之后相对较短的地质时间内,海洋中已经出现了体型较大的爬行动物捕食者,反映出早期海生爬行动物在生态系统重建过程中所展现出的演化潜力。
短头鱼龙类具有独特的颌骨和牙齿结构。研究团队结合头骨形态,下颌联合部骨化特征,以及牙齿集中分布于颌部前段等形态特点,重新讨论了其可能的摄食方式。研究推测,短头鱼龙类可能具有适于处理带壳猎物的口腔结构,能够对猎物进行研磨,吸入式摄食也可能参与其捕食过程(图3)。这些形态特征为理解其摄食生态提供了重要线索。

图3、民科碾菊石鱼龙艺术复原图
通过对新化石材料的详细研究、系统发育分析及化石记录的综合梳理,本研究深化了对短头鱼龙类形态多样性、演化关系和地理分布的认识,也为探讨二叠纪末生物大灭绝之后海洋捕食者的演化及海洋生态系统的重建提供了新的古生物学证据。
论文信息
Sander, P. M., Ebbo, L., Liu, J., Qiao, Y., & Wolniewicz, A. S. (2026). Omphalosauridae (Ichthyosauriformes): enigmatic marine reptiles in the global recovery from the end-Permian extinction. Biological Reviews. https://doi.org/10.1002/brv.70208
(图/文 乔羽/刘俊 审核/南国君)