长着“齿轮”的海洋生物,科学家为了它们的样子,争论了100多年

魅力科学君 2024-12-04 19:27:20

在地球几十亿年的历史中,曾出现过种类多得难以计数的生物,但随着自然环境的变迁,它们中的绝大多数都已经宣告灭绝,现在的我们,只能通过一些化石,去推测那些远古生物到底长什么样子。

而在有些时候,如果化石的形态过于奇特,就很容易引发人们的争论,难以达到共识,比如说就有一种嘴里长着“齿轮”的海洋生物,科学家为了它们的样子,争论了100多年。下面我们就来看看这具体是怎么回事。

这种海洋生物的化石首次被发现是在19世纪末,当时,科学家在乌拉尔山脉发现了一块奇怪的化石,它并不像普通鱼类的骨骼或牙齿,而是一种呈螺旋状的结构,外形有点像一个古代工匠打造的螺旋齿轮。

刚开始的时候,科学家将其归类为菊石(一种早已灭绝的头足类软体动物),但科学家很快就发现,这块化石的结构特征以及物质构成与菊石并不匹配。在此之后,科学家又在世界各地发现了更多与之类似的化石,而随着研究的深入,科学家逐渐确定这种“齿轮”应该属于一种生活在二叠纪时期海洋中的软骨鱼类,并将其命名为旋齿鲨(Helicoprion)。

但问题是,由于早期发现的化石仅保留了螺旋齿结构,所以科学家无法确定这种“齿轮”到底长在旋齿鲨的什么位置,以及它的具体功能是什么。

对此,科学家们提出了很多猜测,这成为旋齿鲨研究历史上的一段充斥着大量争论的时期,例如有人认为,这种“齿轮”可能长在背部,用于吓阻捕食者或求偶展示,也有人认为,这种“齿轮”可能是某种鼻部结构,或者是尾巴的一部分,用于在捕猎时发挥类似武器的作用,还有人猜测,这种“齿轮”可能位于嘴巴深处,用于撕裂猎物的肉。

(↑科学家们猜测旋齿鲨的样子)

到了20世纪60年代,一些保存较好的旋齿鲨化石被发现,由于这些化石不但包括螺旋齿结构,还包含部分下颌弓和牙齿附近的软骨,因此科学家确认,这种“齿轮”应该是长在旋齿鲨的嘴里。但问题是,到底长在嘴里的什么位置呢?

有一种认同度较高的观点认为,旋齿鲨的下颌结构应该呈螺旋状向下卷曲,牙齿密布于其表面,具有特殊的捕食功能。

据此观点,旋齿鲨的主要猎物是与它们生活在同时期的菊石,它们可以通过这种“齿轮”来模仿菊石的外观,以吸引它们“上钩”,在捕食的时候,这种结构可以迅速弹出,像鞭子一样抽击猎物,同时利用突出的齿冠将其牢牢钩住。

尽管这种观点获得了很多人的认同,但争论依然存在,而这场争论真正结束的时间,则是在进入21世纪之后。

2013年,科学家利用CT扫描等现代技术对旋齿鲨的化石进行了三维重建,结果表明,这种“齿轮”被包裹在其下颌里面,形成了一种类似锯齿的切割结构,新牙齿从螺旋的中心生成,旧牙齿被逐渐推向外缘,这种不断生长的机制让旋齿鲨的牙齿始终保持锋利。

在此之后,科学家对旋齿鲨嘴部肌肉特征进行了复原,并对其嘴部的力学结构展开进一步分析,结果表明,它们的螺旋状牙齿非常适合捕食捕食软体动物以及小型鱼类,当旋齿鲨咬住猎物后,通过反复的咬合与松口动作,螺旋齿会像传送带般将食物逐步送入口中,并在这一过程中将猎物切割成小块。

有意思的是,这种螺旋齿还有一种“剥壳”功能,当旋齿鲨捕食像菊石这样的软体动物时,它们的强大咬合力能够将猎物的软体部分从坚硬的壳内拖出来,从而实现高效取食。所以科学家推测,旋齿鲨应该是主要以菊石为食,毕竟在二叠纪时期,菊石在海洋中广泛存在。

然而这种对特定猎物的依赖,也使得旋齿鲨很难适应自然环境的变迁,在大约2.5亿年前的“二叠纪-三叠纪灭绝事件”之中,地球上的生物遭到重创,像菊石这样的软体动物几近灭绝,尽管旋齿鲨在此次事件中幸存下来了一部分,但由于失去了大量食物的来源,这种嘴里长着“齿轮”的海洋生物最终也逐渐走向了灭绝。

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