鳄鱼的起源与演化

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1、鳄鱼的起源与演化一提到鳄鱼，人们立刻会想到血盆大口，尖牙密布，身披韧 甲，待在江河湖海里面时刻准备进攻猎物的丑八怪。事实上的确 如此，鳄鱼是一种视觉、听觉都很敏锐，外貌笨拙其实动作十分 灵活的成功掠食者，天生就长了一副吃肉的模样，包括人在内的 所有动物都被它列入了菜单。在人类占据地球的今天，鳄鱼生活 在一些大江大河和湖泊以及浅海中，空间似乎是小了点，但它们 绝不允许任何动物染指自己的地盘，即便是人类踏入也照样被当 成点心，所以再凶猛的动物见了鳄鱼恐怕也得避让三分。有人会 问，鳄鱼凭什么如此霸道？说起来还有一段时间超过恐龙的漫长 历史。鳄鱼起源于 2.2亿年前的一个庞大的鳄形类的支系，最早的 代

2、表是小型的两足食虫类。远古时期的鳄鱼曾经辉煌过，而现代 鳄鱼有限的多样性遮掩了鳄鱼以前的辐射和广泛的适应性。可以 说，鳄鱼目前的状况仅仅是它们前辈光荣历史的一角。天下第一鳄在寻找地球上的第一只鳄鱼之前，我们先谈一下什么是鳄鱼 鳄鱼一词的含义可以分成广义和狭义两种，广义的鳄鱼指的是鳄 形类这一大类动物，而狭义的鳄鱼指的则是我们通常所说的鳄鱼 值得一提的是，在生命历史中有很多名字带“鳄”、外形类似鳄鱼， 而且同样是大型凶猛的动物却不是鳄鱼。例如有名的狂齿鳄，还 有引鳄、鸟鳄、劳氏鳄、波斯特鳄、蜥鳄、武氏鳄等，它们其实 与恐龙一样都是初龙类动物。而这里，不管在哪种意义上我们都 要寻找第一只鳄鱼，但说

3、起天下第一鳄，则指的是广义上的最早 的鳄形类动物。鳄鱼的起源可以追溯到三叠纪晚期一类叫鳄形超目的动物 身上。这类动物可以说是最早的鳄形类，也是今天鳄鱼的远古祖 先。这一类动物中的典型代表是来自英国南威尔士的跳鳄。这个 鳄鱼祖先可不像今天的鳄鱼那样长而厚重，而是身体轻盈而小巧 身长只有 0.5米，头颅跟今天的鳄鱼一样很长，上面有细而突出 的牙齿。它的后肢非常长，暗示它们可能是两足动物，而不是四 足动物。根据这些特征，古生物学家推断它们很有可能以小型爬 行类、昆虫和其他无脊椎动物为食。上面说的鳄鱼祖先可能是两足动物，这很容易让人提出一个 问题，那就是：这是种完全陆生的动物，还以昆虫为食，怎么能 把

4、它们和鳄鱼联系起来呢？这要从它们的身体结构说起。跳鳄有 很多特征和鳄鱼类非常的相似，例如桡腕骨和尺腕骨拉长成棒状 而不是按钮状，鸟喙骨具有一向后突出的脊，骨盆含有一开放的 髋臼。此外，头颅上也具有很多类似鳄鱼的特征：方骨和方轭骨 内置朝向脑基，鳞状骨悬于面颊区之上。这表明鳄鱼的这一祖先 在很早的时候就具备了鳄鱼家族的很多身体基本特征。鳄形类中还有一个叫做楔形鳄科的代表类群，生活在三叠纪 晚期到侏罗纪早期，在外形上和鳄鱼类非常柏像。来自南非侏罗 纪早期的楔形鳄为我们提供了这一类群的特征线索：其体长约 1.4 米，能快速奔跑，很有可能是四足行走。头颅在很多方面是 鳄鱼型的：桡腕骨和尺腕骨向前倾斜，

5、这一点跟跳鳄一样，方形 头颅板位于后部，有鳞状骨和眶后骨，悬于颞孔区之上。方骨上 部末端的位置是典型的鳄形类特征：在楔形鳄中，方形头颅和耳 前骨与鳞状骨接触，而在后来的鳄鱼类中则向前移动，同时和侧 蝶骨接近，后者为中线结构，是典型的初龙特征，位于基翼骨和 耳前骨之前。三叠纪末期发生了地球生命史上的第三次大灭绝事件，这次 灭绝不仅使恐龙成为了世界的主人，也使鳄鱼获得了发展的良机 当时间进入侏罗纪后，鳄鱼也开始了多方向进化，并很快适应了 新的生态空间，向大海、陆栖和水陆两栖三个方向演化。恐龙时代的鳄鱼侏罗纪和白垩纪是恐龙繁荣的时代，同样也是鳄鱼家族的鼎 盛时期。根据研究，在那段时期已发现的化石鳄类

6、有大约 150个 属，而今天只有8 个属。按照经典分类，大多数侏罗纪和白垩纪 的鳄鱼都属于一个叫中鳄的类群，它们大都生活在水中，身体上 基本没有今天鳄鱼的特征。如果说今天的鳄鱼身上有为了适应环 境和人类时代的特性，那么恐龙时代的鳄鱼则有着那个时代的印 迹特征。你可能知道今天最凶猛的鳄鱼是湾鳄，这种鳄鱼生活在海洋 中。其实早在侏罗纪就有了生活在海洋中的鳄鱼，侏罗纪原始中 真鳄类的海鳄类就是一个完全适应海洋生活的类群。侏罗纪早期 和中期的时候，在环欧洲的浅海和人海口生存过一类被称为 steneosaurids 的鳄鱼，它们具有长而窄的嘴部，以捕食鱼类为生。 到了侏罗纪的晚期，欧洲大陆出现了地蜥鳄类

7、的鳄鱼，代表有地 龙。这个时候鳄鱼的身体变得更加结实，完全适应了水生生活， 它们可以通过身体强有力的波动来游泳。尾椎向下弯曲以支撑尾 鳍，翼肢为桨状，身体盔甲消失提高了身体流体力学的效率。古 生物学家推断地蜥鳄类在陆地上可能很难行走，在水中通过突然 加速来捕食头足类和鱼类。伯尼斯鳄和海氏鳄产自欧洲的白垩纪早期，在很多方面类似 后来的真正鳄鱼。它们的共同特征是插入的后眶板为一双凸第一 尾椎骨，也就是说两个关节面都像球形，骨质鳞甲沿着身体以多 列而不是两个纵列分布。在南美洲，侏罗纪时出现了很多在陆地上生活的鳄鱼，习性 几乎跟哺乳动物差不多。例如阿根廷鳄体长不到 1米，具有分化 的牙齿，前部突出的牙

8、齿可能是用来抓住猎物的，更扁的面颊齿 用来切割肉体。不过，这类鳄鱼的很多谱系随着时间推移逐渐萎 缩。当时的布氏鳄可算是“老大哥”了，体长超过 4 米，拥有强有 力的牙齿和下颌骨，四肢较长而健壮。到了白垩纪晚期又出现了 陆栖鳄类，例如诺托鳄和科玛绘鳄，然而目前我们对其习性还没 有了解清楚。在侏罗纪的时候，非洲大陆上出现了又大又凶的大头鳄类， 它们不光捕食鱼类，也觊觎着到岸边饮水的凶猛动物。事实上， 当时的环境让它们有着极强的适应性，在欧洲和非洲的不少地方 都发现了它们的化石。尤其在后期，这类鳄鱼的体长可达八九米。 到了白垩纪，在非洲西南部出现了利比哥鳄，这种鳄鱼相比大头 鳄要小很多，体长一般不超

9、过 2.5 米，是一种中小型食肉动物。 它们有着类似鲨鱼的利齿和铠甲，最明显的特征是长着一个像猪 嘴一样前突的吻部。其一生的大部分时光都是在高高的草丛和灌 木中度过的，幼年时主要靠捕食昆虫、蜥蜴或小型哺乳类为生； 成年后，它们会结伙袭击中小型恐龙。最值得一提的是，在白垩 纪早期的非洲产生了所有鳄鱼中的巨无霸“帝王鳄”。科学家 是在撒哈拉大沙漠中发现这种史前巨鳄化石的，它的头骨长度达 到了2米！通过测算，它身体的长度足有 13米，体重约为10吨， 咬合力为 8000 余千克，也就是说帝王鳄可以毫不费力地咬死在 河边饮水的恐龙。所以，当时恐龙虽然称霸，但也不敢到帝王鳄 的地盘惹事。四川盆地实在是名

10、副其实的侏罗纪公园，当时的盆地形成了 一个大湖，也成为了鳄鱼的天堂，出现了西蜀鳄这样的动物。骨 骼表明它们都是生活在水中的肉食动物。你可能想象不到鳄鱼并 非都是吃肉的，在白垩纪早期中国有一类脊质鳄，其中的喀迈拉 鳄很有可能就是吃素的。在白垩纪末期霸王龙出现在北美大陆的 时候，同时也出现了一种叫做恐鳄的巨型鳄鱼，其体长可能达到 了 8 米 10 米以上。科学家推断这些恐鳄主要生活在美国和墨 西哥的一些地区，它们喜欢在三角洲浅滩之类的地方出没，很有 可能和霸王龙冲突过，甚至把后者也列入了它们的菜单。但它们 的命运和霸王龙一样，在白垩纪末期因为环境的变化都从地球上 消失了。除了以上所述外，鳄鱼化石在

11、侏罗纪中期到白垩纪末期在淡 水和海相沉积物中都很丰富。还有一些被称为 dyrosaurids 的鳄 鱼在白垩纪早期出现，一直存活到了始新世的晚期，即使恐龙从 地球上消失了，它们还顽强地生存着。此外值得一提的是，在白 垩纪晚期出现了真正的鳄鱼，也就是我们今天所说的鳄鱼。真正的鳄鱼我们今天所说的鳄鱼在科学研究上属于 Eusuchia 类，正式 术语被称为“真正的鳄类”，最早出现在白垩纪晚期，最初的成员 大多数就非常像现代的鳄鱼。它们和原始的鳄鱼之间有着显著的 区别：从上颌骨、上颚和翼骨中形成了一个完整的次级上颚，此 外还有一些其他的头颅特征。地球历史进入新生代中新世后，气 候开始逐步变得干燥，往日

12、遍布世界的热带雨林逐步变成了草原 鳄鱼家族大大萎缩了。这一切对陆地动物的影响非常大，许多适 应干燥气候的新型哺乳动物，例如猫科、熊科等新食肉类迅速崛 起，占据了食物链的上端。而这一切对于大型陆地鳄鱼来说，却 是个坏消息。对气候变化的不适应和竞争对手的强大导致了到中 新世末期，全球几乎所有的大型陆栖鳄鱼和相当多的两栖鳄鱼都 已难觅踪迹。最新的研究发现，今天鳄鱼的祖先是一种已灭绝的盾甲鳄鱼 因其头部长有厚厚的像盾甲一样的皮肤而得名。化石发现于非洲 的摩洛哥，时代可追溯到距今约 9500 万年前的白垩纪晚期。通 过对骨骼化石中遗留下来的血管痕迹的研究表明，盾甲鳄鱼在头 顶部长有一个特殊的硬皮组织，有

13、点类似盾牌。这些特征在过去 都是从未有过报道过的，科学家推测盾甲的用途可能是吸引异性 恐吓敌人，也可能起到调节鳄鱼头部体温的作用。通过与其他鳄 鱼颅骨化石的对比，科学家发现这种盾甲鳄鱼的颅骨比其他鳄鱼 都要平坦。它们看起来不大可能会与陆地上的恐龙搏斗，长而扁 的脸形更利于进行埋伏，利用其扁平的双颌捕食鱼类。此外，根 据颅骨化石的分析，科学家推断盾甲鳄鱼头部的长度可达 1.5米， 而身体总长可达 9米，这比现代及绝大多数鳄鱼化石的体型都要 大得多。在新生代早期，很多鳄鱼类群完全生活在陆地上，在南美洲 它们甚至与鸟类、食肉的哺乳动物生活在一起。到今天，鳄鱼家族算是经历了一段不平凡的历史，家族的历

14、史大体可以用一个图来简明地标识出来。今天的鳄鱼变成了一个 仅有 23 种的小型类群，生活在热带的淡水和咸水中，可以分成 三科：真鳄科、短吻鳄科和长吻鳄科。前面的两科起源于白垩纪 晚期，全部存活过了古近纪和新近纪，分布范围要比现在广泛得 多，从欧洲和北美，北至瑞典和加拿大，以及所有的热带区域和 南方大陆都有几十种化石的报道。长吻鳄是更为完全的水生分子 发育有长而窄的用来吃鱼的嘴部，时代可以追溯到始新世。其他 几个类群仅仅发现了它们的化石，一些具有厚重而宽阔的、扁嘴 状的头颅，其他的一些拥有锯齿状类似恐龙的牙齿。鳄鱼之所以有这段漫长的进化历史，源于它们身体结构很少 变动的特点。现代鳄鱼之间的亲缘关

15、系还没完全搞清楚，但中国 科学家在这方面取得了重要进展。他们采用 DNA 复性动力学方 法和 DNA 分子钟技术研究了扬子鳄起源和鳄类分子进化，证实 扬子鳄（属于短吻鳄）与密西鳄（属于短吻鳄）之间曾经有亲缘 关系。他们比较了这两类鳄鱼的基因组结构，发现二者虽然在 DNA 序列种类上有较大差异，但总复杂性还是相似的。他们采用 自己建立的 DNA 分子钟技术，证明扬子鳄在 3500 万年前与泰 国鳄（属于真鳄类）有一个共同的祖先，在 4500 万年前与湾鳄 （属于真鳄类）有一个共同的祖先，而在 6500 万年前与密西鳄 有一个共同的祖先。密西鳄与扬子鳄间的遗传距离最远，说明在 白垩纪末期欧亚大陆与

16、北美洲分开，导致它们一直处于遗传隔离 状态。此外，还证明扬子鳄起源于亚洲。他们首先从 DNA 分子 水平上发现鳄类的进化速率比鸟类和哺乳类的进化速率慢，提出 了解释爬行动物进化缓慢的理论。今天鳄鱼的特征是具有长长的嘴部，鼻孔位于嘴尖，所以它 们只需要把鼻孔出气孔露在水面之上就可以呼吸。上颌、上颚和 翼状突向内生长形成一次级上颚，可以把气流从口腔中分离，这 使得鳄鱼可以在水下进食的同时把嘴张开呼吸。鳄鱼捕捉羚羊和 其他哺乳动物的典型方式就是，抓住它们的一条腿将之拖到水下 直至溺死，然后用锋利的牙齿插进猎物的身体侧面，通过扭转身 体的方式来撕扯下大肉块。通过这种方式，它们可以在撕扯肉片 的时候获得更大的力量。亿万年的演化让今天的鳄鱼在陆地上有四种运动方式：腹 部爬行，只利用后肢把身体像雪橇一样向前推进，为了从河岸上 爬上来;缓慢爬行，是一种慢速行动，膝盖和肘部向外侧伸出； 高速行走，四肢弯曲到身体之下以便快速移动；飞奔，这是 最不常见的方式，前肢和后肢同时移动。最后一种飞奔的