主龍類何時由爬行變為直立行走 2.52億年前化石揭秘

從貼地爬行到直立行走，是生物進化史上的重要一步。這一步究竟是何時出現的，一直沒有定論。

來自中科院古脊椎動物與古人類研究所的研究人員最近發現了一塊2.52億年前的小型主龍類化石，該化石是主龍類的新屬種，被命名為高昌醒龍。相關研究成果線上發表于《自然科學》雜誌。

“我們的研究表明，生活在二疊紀末期的高昌醒龍已經能夠半直立行走，為厘清主龍類從貼地爬行到直立行走的演化史提供了重要證據。”近日，中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員劉俊告訴科技日報記者。

主龍類在中生代開始繁盛，演化出了鱷魚、恐龍、翼龍、鳥類等豐富的類群。“主龍類的演化有一個非常重要的飛躍，即由原始的類似蜥蜴貼地爬行運動方式演化出善於奔跑的四肢直立運動方式。”劉俊説，這個變化為主龍類佔據不同的生態位從而導致輻射演化，包括後期演化成可以飛行的鳥類，提供了重要的先決條件。

以往有學者認為，由爬行到直立的變化，在主龍類和哺乳動物中獨立出現，可能是適應三疊紀時地球升溫事件的結果。

“然而，近年來，二疊紀末期的足跡研究表明，直立行走可能在二疊紀末期就已經出現。”劉俊説，遺憾的是，以前發現的二疊紀主龍骨骼化石數量稀少，這些化石沒有保存後肢的關鍵資訊，不能提供確鑿的定論。

主龍類究竟是什麼時候演化出直立行走能力的？新發現的高昌醒龍化石為我們提供了這一轉變的關鍵資訊。

“高昌醒龍化石發現于我國新疆吐魯番市大河沿的上二疊統鍋底坑組地層，保存了一個較為完整的後肢。”論文第一兼通訊作者陳建業博士解釋道。

早期的主龍類多數都是身材巨大的頂級捕食者，比如身長超過3米的俄羅斯主龍、袁氏古鱷等。“然而，新發現的高昌醒龍卻十分小巧纖細，後肢不過十幾釐米長，但其卻具有典型的主龍類形態特徵。”陳建業説。

特別有趣的是，高昌醒龍的第三趾是最長的腳趾，而不是第四趾；同時，它的第五腳趾極其退化。“這與後來中生代的主龍是一樣的，在形態上為高昌醒龍能夠直立行走提供了基礎。”陳建業表示。

此外，高昌醒龍的膝關節也是典型的直立行走型，關聯方式為直上直下的，而不是像貼地爬行類群那樣，有一個在外側的關節面。新標本的脛骨明顯粗于腓骨，而且腓骨緊附於脛骨附近，小腿受力幾乎全部落在脛骨上，這也是典型的主龍特徵。

“不過，值得注意的是，與後來更加進步的直立行走的主龍相比，這件標本的腳踝依然保留了較為原始的特徵，腳踝的關節方式指示這件標本還不能實現完全的直立行走，而是表現出一種由爬行到直立的過渡狀態。”陳建業説道。