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一只打不死的拦路鲨Comments>>

发表于 2010-01-01 10:25 | Tags 标签:, ,

  纵然是在梦魇之中也不会出现此般异型,最能天马行空的幻想家也构想不出,如果出现在电影中,那多半会被打上C-17成人影片的字样。因为它着实太过于另类,如果说暴龙的大头小手、三角龙的长矛大盾、剑齿虎的匕首牙之流还在我们的心理承受范围内的话,它的出现则突破底线、颠覆常理。通常,第一眼看到它的人都会自问,自己还是不是生存在这颗看上去不失憨厚的地球上?

  而对古生物学者来说,它则是一只打不死的拦路鲨,迄今对它的研究依然云里雾里,不知所以。它就是诡异的古鲨鱼——旋齿鲨(Helicoprion),Helico源自希腊语“螺旋状”,Prion则源自“锯”,组合起来意即“螺旋锯”。这用来指它的牙齿,这些牙齿从大到小,内卷成环状螺旋形齿,犹如铣刀般,极富切削感,看上去令人不寒而栗。而问题也就出在这些牙齿上,打自发现那年起,旋齿到底于鲨鱼的哪个位置的争论便持续迄今。因为无论是现生的鲨鱼,还是其它脊椎动物,都没有任何一个种类发现长有这种旋齿。

  追溯到1899年,俄罗斯古生物学家卡尔宾斯基在乌拉尔山脉首次发现旋齿鲨,化石直径约26厘米,恰如一个大盘。一开始,卡尔宾斯基以为这是一种罕见的菊石(一类当时大量存在的古头足类动物)的螺旋形外壳,然后又认为这些牙齿仅仅是某种鲨鱼的的楯鳞(软骨鱼类所特有的鳞片,与牙齿是同源结构)。在认清是鲨鱼齿后,他又花了很多年来重建旋齿鲨,结果却徒劳无获。他试过了各种方案:把旋齿放在背鳍上,象个形状奇特的小风车;把旋齿吊在尾巴尖上,象小猪的尾巴那样卷起来;甚至把旋齿放在鼻子上,使得这家伙看上去就象一头邪恶的、会游泳的大象。

旋齿鲨牙齿化石

旋齿鲨牙齿化石

  目前,我们已经发现了大量旋齿鲨的牙齿,它们无一例外的螺旋成盘状,因此被归为一类动物。为解开这些螺旋齿之谜,对它的研究可谓遍地开花,随即而来的是各种各样经不起推敲的观点。

  1973年愚人节当天,古生物学家威廉斯和埃尔鲍姆在当日的《无意义研究》(一本美国幽默科学杂志,专门登载一些无厘头、无多大科学意义的“科研论文”)上,考证了旋齿鲨的螺旋齿在生物力学上的功用,即“螺旋齿能在水压的作用下伸出,形成一个致命有效的悬钩子!”这个血滴子版本吓傻了多少海洋生物学家阿……

  1995年,珀斯西澳博物院古脊椎动物馆的朗馆长,把旋齿鲨描绘成下颌向下卷曲成螺旋状,上面牙齿密布,并想象旋齿鲨可以解开下颌当鞭子使用,用于抽打猎物。嫌这邪恶的“SM”版本不过瘾,他又假设,旋齿鲨的螺旋齿可能用于模仿菊石,以达到引诱捕食之目的。但私底下交流得知,朗还是更青睐“SM”观点。

  2008年,美国史密斯国家自然史博物馆新落成的海洋馆需要一幅旋齿鲨的复原图,科学画师派黎思接下了这个使命,她的团队还包括了诸多学者。这个团队决定从源头开始追溯旋齿鲨的模样,在旋齿鲨的复原历史上,剪齿鲨(Edestus)起了很大的影响。1912年出现的一具剪齿鲨的新标本,为旋齿鲨悬案的解决提供了契机。化石显示,剪齿鲨前颌前端的牙齿是旧牙,它们外翻并一路向颌骨顺延,末端是小的新牙,它们后弯,并位于圆状颌骨上。新牙就在颌骨最后端产生。新牙会不断长出,并把旧牙推到前端,直至旧牙向外突出,掉落为止。

派黎思团队复原的旋齿鲨

  虽然旋齿鲨的牙齿比剪齿鲨还要弯得多,但从1912年到至今,多数古生物学家都一直假设旋齿鲨的旋齿位于颌部(上颌和下巴),而派黎思团队认为这就存在几个很难解释的问题。

  细致的观察发现,古代鲨鱼的牙齿新旧更替速度要慢于现代鲨鱼。这是因为古鲨鱼的牙齿常常能观察到磨损与破裂,而在现代鲨鱼中,这种现象极为鲜有。这个现象则在旋齿鲨身上发生了例外,旋齿鲨的牙齿都没有破裂或磨损迹象,这表明了这些牙齿很可能并不参与直接咬食。

  此外,有学者认为,在比旋齿鲨更古老的泥盆纪鲨鱼中,如剪齿鲨类,它们的牙齿露在嘴巴外,呲牙咧嘴状。如果那些长出来的新牙把没用的旧牙推挤成束,形成一个肿块,这是不是就是旋齿的由来呢?这个推断源自剪齿鲨类留下的化石证据,但仍然不够直接。而且,如果真如此,那么旋齿鲨会在嘴巴下面凸起一个约62厘米的肿块,它能演化出足够的构造来适应这个“碍手碍脚”的东西吗?这颇令人怀疑。还有,如果颌部的旧牙“吊”在嘴巴外边,这就会产生阻力,并会在水中掀起波浪,这岂不是给猎物发出警报吗?

  那么旋齿长在什么地方呢?派黎思团队认为最大的可能性就是在喉腔。喉腔有足以容纳旋齿的空间,并可能用左右鳃弓底部之间的软骨支撑着旋齿。这样,当旋齿鲨张开嘴的时候,旋齿就会露出,协助前牙咬住猎物;当嘴巴闭上的时候,旋齿又能将食物推进肚中,这种模式很适合于捕食软体动物。试想一只鱿鱼先是被几十颗大牙咬住,同时还被一个旋齿勾着,接着陷入黑暗大口中,被旋齿旋转运送带送入胃中,真是一点生还希望也没有啊!

  派黎思团队的成果应该是目前最合理的复原之一,但同样没有化石证据的支持。旋齿鲨的外形到底是什么样子?这还赖于古生物学界更确切的探索与研究。这只“蒸不烂、煮不熟、打不垮”的古鲨鱼之奥秘,仍旧封存在2.9亿年前的古老岩石中……

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  1. 必看有關生物文章,謝謝作者.

    原諒我扯開話題.我以為新版面尚要改善,不及以往簡潔.

    我明白這樣說嚴重傷害設計者感情,但新版面看來很像那些流俗商業網站.

    將資訊分門別類,為各組織,專案提供位置都很應該,但不必有太多框框,右方分類和下方分類重覆,建議活動和公告合一,專題,小紅豬分隊,導讀等該有位置,但一併放在右邊,毋須原創欄,恢復以往頁數設置.最新文章和最新評論應如過往接在一起.

    我認為南方都市報首頁面便太多資料,顯得凌亂,妨礙無特別取向讀者瀏覽.謝謝.

  2. 特殊的牙齿,一定有特殊的采食方式,或是有特殊的采食对象.对于前者,我比较倾向它是一个长了齿的舌头(最后长在喉腔),但嘴巴里长了这么一个东西也未必方便,而且这么长而坚硬的东西用来抓鱼应该也不是很灵活,所以这根舌头的用途可能是将牢牢插在海底的外壳坚硬的食物拔起来,可能是软体动物,而且不太可能是扁平的,这个文章也提到了.对于特殊的食物,我想可以通过同时代的可能匹配的潜在食物的形态结合来看这东西是干嘛的,我的意思是旋齿鲨的食物可能也已经灭绝了,而且和我们通常认为的鲨鱼的食物很不相同

  3. 旋齿鲨,偶稀饭,偶稀饭
    偶就稀饭变态滴。。。

    古动物馆有旋齿鲨滴化石哦
    就在大暴龙模型滴旁边。。。

  4. 这个很有艺术性的东西捅在嗓子眼里不怕翻胃啊?
    大自然真奇妙~~

  5. 《无意义研究》,好玩死了,我们蛮好也做一个这样的东西来着。

  6. 第一张图乍一看,我也把它看成菊石了……

  7. 貌似是《沙丘》里面那种住在沙下挖坑等猎物上钩的那种玩意的嘴。。。

  8. 能不能有兩個在腮幫子上?用來嚇人的?這樣更好玩。

  9. 为什么化石里只有旋齿而没有其他骨骼?

    • 电动牙刷。。。笑死我了,让潜水多日的我不得不起来冒个泡。。。

  10. 这个化石怎么排列这样完美?有点蹊跷。

    一般的鲨鱼牙齿化石都是散落状态,因为从固着的位置脱离了,为什么脱离?有机体腐烂崩解了。

    这个牙齿阵列的保持太不偶然了,显得被什么固定结构约束,即使鲨鱼腐烂也不放手。更常见的是牙床坚固耐腐蚀的动物化石,例如硬骨鱼类、恐龙、牛马、人类,牙齿经常保持在颌骨上,解剖学的位置没有被改变。

    鲨鱼是软骨鱼类,固定牙齿的组织在矿化前容易被完全分解,只留下牙齿还够皮实,但是牙齿们共用的附着物消失了,容易各自活动,经过水的冲刷、覆盖物的滑动变形,最初的队形乱了,再和包裹物变成固体岩石时就经常是零散零乱分布的。

    这可能说明旋齿鲨的牙齿附着物有点特别,比较耐腐蚀,才能把阵列坚持到石化。至于附着物是什么,还得探究透彻先。

    化石状态下的阵列未必说明生存时的队形就是如此,牙齿的形状明显是用来穿刺食物的,应该是各自都扎进食物的队形,化石状态下像搞阅兵,很多人举起刺刀冲着前排的屁股,不会是在合理的战斗位置,只能说明变成化石后实际如此排列。
    所以要想还原鲨鱼生时的牙齿队形,应该把化石队形改变,而不是以死喻生。

    关于这个化石状态的阵列的成因,可能是牙齿附着物的变质过程的影响,例如常见的虾米,生时可以猫腰,但是更习惯直溜溜地活动,下油锅炸时,后背比较厚硬,肚皮比较薄软,两边脱水程度收缩程度不一致,就蜷缩起来冒出逗号了,但是不能说明虾米生时总是猫腰;猪皮油炸后也会卷成筒状,但只是无关生时运动需要的物理特性决定的,两面的收缩率不同罢了。
    我猜想是这种鲨鱼的牙齿发育有些特点,可能从一个特化的组织部位形成胚牙,通过新牙的挤压来互相推动,逐渐排到整个阵列上,这样搞可能有点技术弱点,每颗牙齿既要移动,又要保证猛烈的撕咬作用,像窗帘滑轮那样乱遛可不好交待,可能就发展出一个比较特殊的基座,假设是什么牛筋鞋底似的高强度材料,在生时使劲夹持牙齿,牙齿互相使劲推挤缓慢移动,看看照片,牙齿的根部挺长,而且挤歪了腰,另外牙齿越往外排列就变得越大,个头的等比数列组合相当流畅,说明它们一直在生长,附着物就必须随时提供营养,而不能只做滑轨,可以想见生时牙齿下面的有机组织多么富饶雄厚!
    这样的长牙模式,我想可能是挤牙膏似的,牙齿发育的固定起点有原初的细胞,分裂出特化的细胞群,有些发展成结缔组织,有些发展成营养组织,有些专门制造牙齿,它们越来越大,把前面的先形成组织挤出去,也被后面的组织挤出去,就形成一条长龙,后面小,前面大,移动到工作位置时,牙齿和附着物都变得很大很牢固,但是后面有很多人集中力量退,它们还是会逐渐移动,只要进化适应了,旧牙在挤出太多时就可能不好供营养和固定了,也已经磨损太多了,脱落,或者鲨鱼越大牙齿生长越慢,在寿命期间只长到满塞而不脱落,都是可以选择的方式。
    重点在于那个基座,可能就相当牛筋了,在鲨鱼死后结束生长,应该是越向外越粗壮,样子就是虎头蛇尾,牙冠那面应该更扎实坚硬,反面属于营养组织活动的领空,应该比较柔软疲塌,在变质时可能像油炸虾米一样发生不同程度的收缩,卷成一根发条弹簧状,牙冠那面就朝外了;然后是基座继续固定牙齿,等到淤泥堆积压缩很结实了才完全分解,但是牙齿的发条阵列也难打乱了,下一步是继续推挤压缩,包裹物更加坚固稳定,直到石化,牙齿就仿佛怪异地“散落”成高度有序的队形了。

    我觉得这样理解比较奥卡姆,可以尽量少做古怪离奇的设定。

    • 越看照片越蹊跷,这螺旋太规则了。
      如果牙齿没有条状基座固定着,却又打卷了,为什么不卷到极限,让前排的牙根和后排的牙冠抵住?很像曾经有别的组织在限制缠度,被凿掉的东西很可能是基座的化石,或者是印痕化石,或者至少是曾经伴随着原地石化过程的基座领空,为什么非要凿得只有牙齿和骨骼才罢手呢?如果是我挖出来的,可能要更小心地琢磨那里有没有暗示着什么名堂。

  11. 是不是牙齿就长在舌头上,鲨鱼是软骨鱼,即使舌头中间有软骨,只要不影响摄食,应该可以做个这种假设,可能这种鲨鱼口腔较大,即使舌头像皮带一样向上卷起来,也有可能的。

  12. 文中已有答案:
    前颌前端的牙齿是旧牙,它们外翻并一路向颌骨顺延,末端是小的新牙,它们后弯,并位于圆状颌骨上。新牙就在颌骨最后端产生。新牙会不断长出,并把旧牙推到前端,直至旧牙向外突出,掉落为止。

  13. 我觉得Suizui的评论很有道理,排列的如此规则必然是有坚硬的基床.

    • 我觉得可能不是有坚硬的牙床,而是可能有较为耐腐蚀的什么支撑体。

      如果很硬,像犀牛暴龙的颌骨那样,支撑体的钙质化程度就可能太高,难腐烂分解,容易和牙齿一起保留下来,挖到化石就看到还保存着。
      再一个是如果很坚硬,形状就很难改变,不但支撑体一直保留下来,而且牙齿的排列难改变,生时怎么排,化石也怎么排。但是化石状态下的牙齿排列不太符合使用功能的要求,可能说明排列方式已经改变了。

      所以我还是觉得支撑体和硬骨鱼类的骨骼有很大区别,可能是软骨质为主的东西,容易变形,而且生时和颌部其他组织拉扯顶牛,像预应力的建筑材料,当其他组织腐烂脱离时,它就像弹簧一样卷起来,只是更难腐烂而已。

      我有个想象,觉得这种鲨鱼可能是被食物引上进化的路,过去的后槽齿不好咬,就逐渐向外发展,基因的改变有个母板不能彻底改变,而是在这个基础上渐变,个体的牙齿发育位置还是定在后槽,边长边推出来,和直接在前槽位置长牙的物种不同,可能是。。。比较原始的表现?

  14. Suizui说的很有道理啊,而且有一事不明:文中说新生牙是向后弯的,那么是牙齿本身是弯曲的呢?还是牙尖方向指向后?

  15. 哇~~~这文章在《新发现》里有啊 !
    实在想不明白那是什么玩意,它妈妈怎么给它生的..太有才了。
    我试着猜以下... 会不会当成减速器来用呀..

  16. 我倒有个大胆的猜想,鲨鱼活着的时候就是这样种牙齿,不太可能呀?
    会不会,那些大的牙齿,是和另外一个相反的螺旋相接的?在尸体腐烂的时候,收缩成这样的形状呢?

  17. 引用自百度百科:
    关于螺旋齿的生长,美国一位泥盆纪鲨鱼专家曾提出了两种理论:一种理论认为螺旋齿的基部在生长过程中紧连在一起,新的和老的牙齿推着向外生长,就象长在肉中的指甲一样,这样可以防止牙齿脱落。另一理论认为螺旋齿的大小与支撑它的颌骨成正比,而且只有鱼体长到足够大时才能出现螺旋齿。
      其后,随着陆续发现了和颌骨连在一起的标本,才确定了这种螺旋齿是生长在鲨鱼左、右下颌骨或左、右上颌骨联合的地方,使关于螺旋齿位置和用途的争论终于告一段落。
       1962年,旋齿鲨化石在中国首次发现于浙江长兴县,我国古鱼类学家将其命名为长兴中国旋齿鲨,是新属新种。1975年春,在海拔4600米的珠峰上又发现了一件珍贵的旋齿鲨化石,其螺旋齿是弧形的,位于三叠纪地层中,命名为中国旋齿鲨珠峰种。鲨鱼是软骨鱼类,他们的骨骼一般不能石化而形成化石,只在某种特殊的情况下,软骨出现钙化现象,才使得一些骨骼的形状和构造被保存下来。所以,想见到旋齿鲨的完整结构如同大海捞针一样艰难。幸运的是,珠峰的旋齿鲨标本保存了较好的脑颅眶前部分,因此,专家们推测出了它的大致图象:嘴巴很长,那个漂亮的弧形齿列就长在下颌当中,齿列两旁还长着碾压型的侧齿。从这些侧齿的性质来看,它很可能是吃带硬壳的无脊椎动物为生的,下颌当中的齿列用来切断较大的食物。

    • 感觉语焉不详。
      如果发现的化石已经是带基座的,而且是保持原来位置的,那就应该当当当地说:“就是这样这样的!”,怎么还要说长的位置是“或者这里或者那里”?然后大家怎么还在“推测”?而且推测是“弧形”不是“螺旋形”的?早就应该用化石做证,画出完整的复原图。
      证明还没有硬邦邦的理由排除错误的可能,不敢铁板定钉,能确定的只是牙齿开始生长的位置,不是牙齿的排列形状。