远古巨蛙

巨蛙吃恐龙?

7000多万年前的非洲马达加斯加岛曾经是恐龙生活的乐土。虽然马达加斯加岛只是一个岛,但它的陆地面积几乎相当于浙江省总面积的6倍,因此有足够的栖息地以支持大型掠食动物生存。除了恐龙,当时的马达加斯加岛上还生活着巨型鳄鱼、早期哺乳类动物和巨大而凶猛的蛙类——恶魔角蛙。

1993年,第一只恶魔角蛙的化石被发现于马达加斯加岛的马哈赞加盆地,在它们的左右眼上方各有一个标志性的角,和今天角蛙的角十分类似。在收集到足够多的恶魔角蛙化石的基础上,科学家统计出它们的平均体长超过23厘米.比今天最大的蛙类——非洲牛箱头蛙(体长可达20厘米,质量可达2千克)还大。然而,即便是最大的恶魔角蛙,其颅缝也未完全愈合,这表明它们可能还有继续发育的余地,最大个体的体长或能达到40厘米,质量估计可达4.5千克。

恶魔角蛙的头部硕大,几乎占到全身体积的1/2。不仅脑袋大,它们的嘴也十分宽大。科学家在发现恶魔角蛙化石的地层中还发现了体形较小的恐龙化石,并推测一些幼年恐龙也可能是恶魔角蛙的猎物。蛙竟然能捕食恐龙,科学家是怎么做出这种惊人推断的?

适应生境

虽然今天的马达加斯加岛生物多样性极高,但是在7000多万年前,那里的环境并不像现在那么适宜动物生存。当时的马达加斯加岛每年有很长时间是旱季,期间只有几场猛烈降水能够形成临时湿地。恶魔角蛙的身体结构就是适应这种干旱环境的结果。

广袤的马达加斯加岛。惡魔角蛙白天将自己藏身在洞中(还原图)。恶魔角蛙存在过度骨化现象。

从恶魔角蛙四肢和身体的比例看,这些小短腿巨蛙很可能在陆地爬行,而不是像树蛙那样在树枝之间跳跃。由于身形大,恶魔角蛙的表面积与体积比值小:它们的皮肤和外界的单位接触面积也小,这让它们更不容易在干燥环境下脱水。在一年中最干旱炎热的旱季,白天时它们利用自己粗壮的后肢在泥土中挖出一个阴凉的洞穴,然后藏身其中。这种行为在今天生活在某些季节差异性极大环境中的蛙类身上也能看到。因为现存蛙类中和恶魔角蛙外形接近的都是一些凶猛的伏击捕食者,所以科学家相信恶魔角蛙也是伏击专家。

恶魔角蛙的颅骨存在过度骨化现象,也就是骨质增生。一般情况下,颅骨的表面应该是平滑的。而恶魔角蛙的颅骨存在大量增生的骨组织,使得它们的颅骨看上去凹凸不平。恶魔角蛙颅骨后方的某些骨骼大到甚至不得不侵占肩胛骨的空间,从而限制前肢的活动范围。一些科学家猜测,恶魔角蛙增生的骨骼可以提供更大表面积供更粗的肌肉纤维附着,这或许表明恶魔角蛙有很强的咬合力。可是。它们的咬合力能够咬碎小型恐龙吗?

为恶魔角蛙寻亲

虽然恶魔角蛙已经灭绝,但现存的蛙类大家族中的确有和恶魔角蛙从外观到身体比例都十分接近的角蛙,也就是南美角蛙,俗称“吃豆人蛙”。由于现存的吃豆人蛙和已灭绝的恶魔角蛙在许多方面高度相似,吃豆人蛙被科学家当作研究恶魔角蛙的替代对象。2017年,科学家对现存的吃豆人蛙进行了咬合力测试,并得到了相关数据。在此基础上,根据恶魔角蛙的体形,科学家估算出恶魔角蛙的咬合力可达2200牛顿,是成年男性咬合力的5倍多。并且,包括吃豆人蛙在内的角蛙动物都有便于撕咬猎物的利齿。如此看来,恶魔角蛙是有能力咬碎小型恐龙并将其吞下的。

吃豆人蛙与恶魔角蛙都生活在温暖且干旱的气候条件下,栖息环境中都有随季节周期性干旱的水体。吃豆人蛙和恶魔角蛙都存在颅骨过度骨化现象,并且两者都是蛙类中的大型捕食者。恶魔角蛙和吃豆人蛙的种种相似之处,怎么看都不像是巧合。

如果恶魔角蛙和吃豆人蛙都由一个共同的“老祖宗”演化而来,那么怎么解释两者分布上的差异?吃豆人蛙生活在今天的南美大陆,而恶魔角蛙仅生活在7000万年前的马达加斯加岛。南美洲和非洲不但距离遥远,并且两块大陆迄今已经至少分离了1.12亿年。如果两者的确有演化上的联系,那么它们的共同祖先的一部分很可能先演化成吃豆人蛙,然后另一部分在马达加斯加还未完全脱离和南美大陆的连接之前进入马达加斯加,并演化为恶魔角蛙。究竟是否如此?

分子时钟揭开谜底

为了寻找答案,科学家借助了“分子时钟”。“分子时钟”的原理是:蛋白质这类生物大分子的演化速度基本保持不变,因此,只要分析出同源物种蛋白质的氨基酸序列差异,就能逆推出两个同源物种之间共同祖先的最后存在时间。

“分子时钟”分析显示,恶魔角蛙和吃豆人蛙的共同祖先最晚存在于8800万年前,而此时马达加斯加岛和南美大陆早已天各一方,没有相连的陆路可供迁徙。

既然不能通过陆路迁徙,科学家又提出了另一种猜想:两者的共同祖先可能坐着“小筏子”漂洋过海,来到马达加斯加岛。许多原来生活在大陆上的动物可以通过自然界天然形成的“漂流筏”。迁徙到距离大陆十分遥远的海岛。这些漂流筏可能是火山喷发形成的中空浮石,或者是海藻或断裂的原木。有时候,海岸线附近泥炭沼泽地中的“浮岛”也会顺着河流进入大海。这些浮岛由水生植物和泥土构成,在微生物代谢产生的气体产生的浮力作用下漂浮在水面。

不过,根据近年来相关的分子时钟证据,恶魔角蛙和吃豆人蛙的关系并不紧密。这样看来,两者进化出相似的身体特征更可能是趋同进化的结果,即两种或两种以上亲缘关系甚远的物种在类似的环境下进化出相似的身体结构。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午8:44。
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