青蛙家族的老爷爷,长什么样子?
提到青蛙和蟾蜍,大家一定不会陌生,这些体表粘滑,在水边的植被中蹦蹦跳跳,在夏季的夜晚鼓噪不休的小动物,几乎承载了大家童年对于大自然的回忆。可是大家知道蛙类和蟾蜍的祖先是谁吗?生活在遥远中生代的蛙类,又是什么样子呢?
蛙族的老祖宗
蛙和蟾蜍属于滑体两栖类的无尾目,这个类群起源于一类叫做离片椎类的早期两栖类。离片椎类在石炭纪和二叠纪曾经盛极一时,不少成员演化出了巨大的体型,例如体长可达9米的普氏锯齿螈,是像现存的鳄鱼一样的淡水顶级捕食者。
相比体型庞大,满口利齿的离片椎类,滑体两栖类中的无尾目和有尾目的头骨变得更加轻薄,充满孔洞,胸部间锁骨和锁骨形成的一大片“胸甲”也消失了,肋骨高度退化,四肢骨也变得细弱轻便了许多。而蛙类,更是将这种剑走偏锋的特化发展到了登峰造极的程度:它们缩短了脊椎,尾椎更是已经消失,前肢的尺骨和桡骨,后肢的胫骨和腓骨愈合,骨盆高度发达,整个身体结构变得适合跳跃和爬行。
普氏锯齿螈的模式标本(绿色)和已知最大的标本(灰色) | Smokeybjb, ДиБгд, Hołek / Wikimedia Commons
最早的无尾目两栖类,有马达加斯加出土的三叠尾蛙和波兰出土的波兰古蟾,这两种生存于早三叠纪的古老两栖类四肢短小,脊柱较长,尾椎没有完全消失,四肢骨骼也更接近于蝾螈和离片椎类。
中国古脊椎动物与古人类研究所的侯连海研究员,在中国辽宁省朝阳市北票上园镇四合屯,距今1亿2460万年前的早白垩纪义县组地层中,发现了一种无尾两栖类的完整化石,在1999年被中科院王原博士和高克勤博士命名为三燕丽蟾Callobatrachus sanyanensis,后被并入辽蟾属Liaobatrachus。辽蟾属于锄足蟾科Pelobatidae,本科现存仅有一个属锄足蟾属Pelobates,是一类产于地中海沿岸,北非和西亚,擅长挖掘的小蛤蟆。
三燕丽蟾 | 少侠小黄鸡
辽蟾从肛门到吻部总长6.9~9.4厘米,脊椎有9段(比现存的锄足蟾科多一段),头骨宽短,上颌骨有细密的颌齿,后肢的股骨(大腿)和胫骨腓骨(小腿)长度相当,同时拥有早期滑体两栖类的原始特征和现存无尾目的进步特征。从辽蟾身上,我们可以清晰地看到早期无尾两栖类演化的蛛丝马迹。
三燕丽蟾模式标本(编号IVPP V11525)化石与绘图 | Ke-Qin Gao and Yuan Wang / Journal of Vertebrate Paleontology (2001)
古生物的庞贝城
辽蟾曾经生活的义县组,在当时曾经是一片生机盎然的古生物乐园:这里气候凉爽,年平均温在10摄氏度左右。无数高大的松柏,银杏,苏铁和种子蕨类在在这里繁茂地生长着,形成了遮天蔽日,郁郁葱葱的森林,淡水河流和湖泊周围则长满了像今天湿地中的芦苇丛一样的木贼和石松。长着两片贝壳一样的甲壳的东方叶肢介在水底的泥沙上缓缓地游动,寻找有机碎屑;成群结队银光闪闪的狼鳍鱼在水中快速穿行着,躲避着从暗处突然冲出的原白鲟;身披骨板的北票鲟缓缓游过,宛如穿着铠甲的武士。
赵氏辽蟾Liaobatrachus zhaoi,化石发现于辽宁北票 | 云哥
岸边倒下的树干上,形似鳄鱼的伊克昭龙和楔齿满洲鳄正和满洲龟一起静静享受着午后温暖的阳光;身披黑羽的小盗龙在高高的树枝间滑翔,北票龙挺着大肚子像大鹅一样在林间摇摇晃晃地踱着步,寻找果腹的嫩叶。森林的边缘,庞大的东北巨龙们就像今天非洲草原上的象群一样一边缓慢前进,一边伸着长脖子搜刮树冠上的枝叶,成群结队的鹦鹉嘴龙和薄氏龙在巨兽的脚下来回穿行,捡食掉落的植物枝叶和果实;义县组食物链的顶端,威风凛凛的羽王龙隐藏在林荫之中,静静地窥伺着毫无防备的猎物。
北票的古生物,中华丽羽龙狩猎中国鸟龙和孔子鸟 | Cheung Chungtat / Wikimedia Commons
当时体型小巧,毫不起眼的辽蟾,或许就栖息在植被繁茂的水边,或森林地面厚厚的枯枝落叶层中,它们或许就像今天的锄足蟾科一样擅长挖掘,白天隐藏在泥土或落叶下的洞穴中,在凉爽湿润的夜晚外出,在庞大的恐龙脚下寻找各种昆虫充饥,同时提防着像中国龙鸟、小盗龙、爬兽这样的中小型食肉动物的袭击。
义县组的古生物,长着长长爪子的北票龙 | Pavel.Riha.CB / Wikimedia Commons
繁殖期的雄性辽蟾,或许也会像今天的蛙和蟾蜍一样,在夏夜的水边唱起多情的“小夜曲”,吸引雌性辽蟾,这将是它们生命中最危险的时期,因为鼓噪的鸣唱同样会引来陆地上和水中的掠食者。在抱对之后,参与繁殖的辽蟾会在池塘和水洼中留下一堆堆受精卵。生命就这样周而复始,生生不息。
义县组的古生物,原白鲟和狼鳍鱼 | Pavel.Riha.CB / Wikimedia Commons
然而,在这一片祥和的生命王国中,也暗藏着死亡的杀机:频繁的火山活动产生的火山灰,为森林的生长提供了丰富的矿物质肥料,但也会成为扼杀生命的恶魔。突如其来的火山喷发释放的大量有毒气体,在很短的时间内就夺去了大量动物的生命,那只形成化石的辽蟾也许就是这样窒息而死,沉入湖泊水底后又迅速被从天而降的大量火山灰就地掩埋,在漫长的地质活动中变成了化石留存至今。今天,当我们隔着橱窗,静静观赏着它栩栩如生的化石时,似乎还能感受到一亿多年前辽西大地上生命的脉搏。