爬行动物的大规模入海尝试发生在早三叠纪,当时的地球经历了一场惊天动地的巨变。2.51亿年前,晚二叠纪大灭绝是目前已知最大规模的生物灭绝事件之一,在这场巨变中,约70%的陆生物种和90%~95%的海洋物种永远成为了历史。其中,生活在海洋中的无脊椎动物大量灭绝,而晚二叠纪的34科爬行动物中有24科消失,仅有10科进入了三叠纪。有趣的是,晚二叠纪的爬行动物中有95%以上的科是陆生的,只有极少数的种类显示了其水生习性,但它们的化石也仅仅发现于淡水沉积。
也就是说,到目前为止,尚未发现古生代存在海生爬行动物。
在这一灭绝事件发生之时,高纬度地区的温度比今天高出大约10~30摄氏度,异常活跃的火山活动在长达70万年的时间内向大气层中释放了大量的二氧化碳和二氧化硫,由于大气中二氧化碳气体含量的提高,较高纬度的海水也明显升温。这种升温一直影响到大约4000米的深度,阻碍了正常的海水循环(即较寒冷的表层海水下沉,将氧气和营养物质带入深海的过程)。结果,海水形成了层状结构,导致氧气稀缺,这种状态导致大量海洋生物死亡。
与此同时,地球上再度出现了超大陆。当时各个大陆板块逐渐向赤道附近靠拢,最终于2.3亿年前汇合,形成了盘古大陆。超大陆的形成使陆地海岸线缩短,大量曾是海洋的地方干涸;同时庞大的陆地板块使得海洋季风无法为内陆地区送去甘霖,这使得盘古大陆的中心部分成了一望无际的大沙漠,动物们想要生存下去,要么就缩紧鳞片战胜干旱,要么就勇敢进入大海。
空白的生物圈加上极端的气候,刺激了爬行动物进化史上的一次大爆发,陆地上的恐龙、天空中的翼龙以及海洋中的鱼龙、幻龙、蛇颈龙等都是在这个重要时期产生的。我们的故事也将从这里开始。
脊椎动物从水生到陆生的变化是如此的巨大,它们用了1亿多年的时间才得以完成这个过程。相比之下,由陆地返回到水中生活要容易得多,这在脊椎动物的进化史中重复发生了多次,三叠纪是其中规模最大的一次。这是爬行动物第一次向海洋的进军,它们在海洋中的出现是如此地具有戏禺胜和波澜壮阔。
早三叠纪,鱼龙首先出现在海洋里。这种鱼形动物的祖先我们尚不得而知,但很可能发源于特提斯海东部,也就是今天的中国附近。特提斯海也称古地中海,是指冈瓦纳古陆北部和欧亚古陆南部存在的一个巨大的古海洋。1883-1909年,奥地利著名地质学家修斯出版了《地球的面貌》一书,首次提出稳定陆块的概念。同时,他根据古希腊神话故事有关特提斯的传说,给这个古老的地中海起名叫“特提斯海”。希腊神话故事说,特提斯容貌美丽,有“美发女神”和“银脚女神”之称。
她心地善良,对遇难的神祗尽力给予帮助。因此,直到今天,地学界的科学家们一直沿袭使用特提斯海这个美丽而尊贵的名字。
2.45亿年前,中国有巢湖龙悠闲地穿梭在大海里,身下的海床在遥远的未来将被称为“安徽”;同时歌津龙在距离它们不远的海域繁衍,这些早期鱼龙都还带着明显的爬行动物特征,脊椎数目较少,身体较硬直,四肢也叙仅稍微显现出鳍的模样,不难推测,它们大多数时间驻留在浅海地带。我们将在后面的章节里对鱼龙作更详细的介绍。
鲜为人知的是,还有一种更神秘的动物伴随在早期鱼龙身边,它们被称为短头龙。从化石发现地点看,当时短头龙在北半球广泛分布,它们出没于东太平洋区域和特提斯海西部,但如今保留下来的化石并不多。
古生物学家在过去一个世纪里找到的短头龙化石都是寥寥无几的碎片。直到2000年才在阿尔卑斯北部发掘出—个较完整的个体,尽管保留了头盖骨和—部分头后骨骼,但对短头龙做分析和解释仍然非常困难,这具化石的下颌和齿系保留不理想,古生物学家无法重建它的生态学和功能学,不过,至少我们可以辨认出短头龙的一些外貌特征:它们外形与鱼龙类似,颌部开始延长,齿系集中于头骨中线,牙齿是奇特的圆球状。通过CT扫描,古生物学家知道这些牙齿的替换率极高,显然短头龙生前需要大量进食甲壳类食物。
短头龙在系统分类学上的归属一直有争议,有人指出它们是鱼龙类成员,它们的头后骨骼和牙齿解剖学支持这一观点,短头龙至少有4个共源性状与鱼龙类一致,例如眶前骨比眼窝后部位明显延长;同时它们还有多个身体构造与鱼龙相似。但是,也有相当一部分古生物学家认为短头龙是一个独立进化的品种,理由同样相当充分。看来在更充足的化石发现之前,这个生物将继续保持其神秘的身份了。
短头龙似乎与鱼龙同源,而且朝着同一趋势进化,并在三叠纪开始后的一段时期内成为后者的竞争对手,可惜由于某些因素,它们最终败下阵来,进入中三叠纪没多久就灭亡了。短头龙在海洋爬行动物大竞赛中第一个渗遭淘汰,它们就这样匆匆掠过,消失在大洋的暗处。
就在短头龙消失的同时,更多的爬行动物先后涌现在海洋里,笨重的楯齿龙类身长达3米,它们特化为生活在浅海里的爬行动物,颈部粗短有力、四足成桡足状,扁宽形的躯干正适合在暗流涌动的海床上保持平衡。椐齿龙类的牙齿特化非常有趣,生在前颌骨及齿骨前部的牙齿呈水平状,显然是很有效的钳子,它们可以靠这把大钳子撬出吸附在礁石上的甲壳类为食;同时楯齿龙还生有保护腹部和支持内脏的、由坚固骨棒组成的腹肋笼,背部脊椎上方有一排骨质瘤状凸起,显示身体上部也有保护甲。檐齿龙家族晚期成员更是将这身盔甲进一步强化,进化成为类似龟壳的厚重甲壳,这使得它们的外观与龟非常类似,但不要忘了它们是两种完全不同的动物,而且楣齿龙的甲壳式样比龟更加奇特,有些品种的甲壳甚至是两截式的。
鳍龙类紧随其后,它们是鳞龙次亚纲的重要成员,是中生代海洋的霸主。
当时一些初具规模的海生爬行动物群开始出现,中国的贵州、湖北、安徽、广西、西藏等省区是海生动物活跃的地区,其中贵州、湖北两省产出的化石最丰富。
湖北已经发现和报道的化石有湖北鳄、汉江蜥和贵州龙。
湖北鳄最早出土于南漳县巡检镇松树沟村,该村是典型的高寒山区,海拔在1000米左右,这里山峦起伏、悬崖峭壁、苍松翠柏。由于当地老百姓们不认识,加之该村地处偏远,交通不便,懂行的人也没有去过,致使五十多块化石铺在村委会门前的场子上达二十多年而不被世人所知。2000年村里硬化场子时,把这些化石碎成了石子儿,与水泥混合铺在地上,成了永远的遗憾。
湖北西部的这批化石还发现于远安县。这些化石都有确切地点信息,但有关层位和时代的确定却有些混乱。原因是化石是由不同的人在不同的时期采集的,在确定含化石地层的时代时使用了不同的标准。通过李锦玲等学者的努力,它们的年代已经基本查清,约在2.44亿~2.41亿年前的早三叠纪晚期,是上扬子地区层位最低的,生存时代早于其他海生爬行动物组合。其层位与下扬子区的巢湖龙大致相当。