在大约2.15亿年前的今天，位于现在阿根廷西北部的陆生鳄形类Hemiprotosuchus leali正准备吞食早期哺乳动物的亲属Chaliminia musteloides。相比于人们普遍认为鳄类是活化石，一种顽固未变的史前遗留物，它们的进化历史实际上讲述了一个不同的故事，依据于由中央俄克拉荷马大学和犹他大学领导的新研究。
鳄类是一个拥有2.3亿年悠久历史的谱系的幸存成员，称为鳄形类，该组包括现存的鳄类（即鳄鱼、短吻鳄和长吻鳄）以及许多已灭绝的亲属。鳄类的祖先在两次大规模灭绝事件中存活下来，要实现这一壮举，必须具备跟迅速变化的世界适应的进化灵活性。研究的作者们发现，鳄类长寿的一个秘密在于它们在饮食和栖息地上的灵活性。
“与鳄类密切相关的许多群体在生态上更为多样化、更为丰富，展现出不同的生态角色，但除了如今的几种通用鳄类外，其他全部消失了，”研究的首席作者、中央俄克拉荷马大学的助理教授基根·梅尔斯特罗姆表示，他在犹他大学攻读博士学位时开始了该项研究。
“灭绝与生存是同一枚硬币的两面。在所有大规模灭绝事件中，一些群体能够生存下去并多样化。通过研究这些事件带来的深层进化模式，我们能得到什么启示？”
地球历史上经历了五次大规模灭绝。专家认为，我们正在经历第六次灭绝，这次灭绝是由栖息地破坏、外来物种和气候变化所引发的。识别在星球动荡期间促进生存的特征可能帮助科学家和保护者更好地保护今天处于脆弱境地的物种。
历史上，科研界将哺乳动物视为了解大规模灭绝生存的代表，称赞它们的通用饮食和在不同生态位上茁壮成长的能力。尽管它们表现出韧性，但研究在很大程度上忽视了鳄形类这一谱系。该论文于4月16日发表在《古生物学》杂志上，是首个重建鳄形类饮食生态的研究，旨在识别帮助某些群体在经历了两次大规模灭绝（即约在2.014亿年前的三叠纪末，和约6600万年前的白垩纪末）中幸存和繁荣的特征。
“试图从数百万年前得出的结论并直接应用于保护工作是有风险的。我们必须谨慎，”犹他大学吕敏尔米斯表示，犹他州自然历史博物馆的古生物学策展人及地质与地球物理系教授。
“如果人们研究哺乳动物和爬行动物，并在灭绝生存方面找到了相同的模式，那么我们可能会预测饮食通用的物种可能会表现得更好。这些信息帮助了我们进行预测，但我们不太可能能够明确指出哪种个别物种会存活。”
隐藏的替代生活方式
现存的鳄类以半水生通用的特性而闻名，它们在湖泊、河流或沼泽等环境中生存，等待出其不意地伏击猎物。它们的饮食非常广泛，从蝌蚪、昆虫或甲壳类动物开始，逐渐转向更大的猎物，如鱼、幼鹿，甚至是其他鳄鱼。然而，当今鳄类统一的生活方式掩盖了古代鳄形类所经历的巨大饮食生态多样性。
在晚三叠纪时期（237–201.4百万年前），基干鳄类统治了陆地。早期鳄形类是体型小到中等的生物，在它们的生态系统中比较稀少，属于食肉动物，主要以小型动物为食。相比之下，其他基干鳄类则在陆地上占据了广泛的生态角色，展现出令人眩晕的身体形态和大小多样性。
尽管它们曾经主宰了生态环境，但随着三叠纪末灭绝的到来，没有非鳄形类的基干鳄类幸存下来。虽然超食肉的鳄形类似乎也面临灭绝，但那些以陆生为主的通用型鳄形类则幸存了下来。作者们假设，这种几乎可以吃任何东西的能力使它们能够生存，而其他许多群体则灭绝了。
“从那以后，它就如同疯狂一样，”梅尔斯特罗姆说。“水生超食肉动物、陆生通用者、陆生超食肉者、陆生食草动物——鳄形类在恐龙时代经历了众多生态角色的进化。”
在晚白垩纪期间发生了一些变化，使得鳄形类走向了衰退。多样化的生态角色逐渐消失，包括陆生通用者。到了白垩纪末大灭绝事件结束时（伴随着导致非鸟类恐龙灭绝的小行星撞击），大多数幸存者是半水生的通用型鳄类和一组水生食肉动物。如今的26种现存鳄类几乎全部是半水生的通用型鳄类。
超越鳄鱼的微笑
那么，科学家如何剖析数百万年前的菜单呢？他们通过分析化石化的牙齿和颅骨形态，以了解动物饮食的基础。一个布满细小刀片的下颌可能用于割切和刺穿肉类。而一个具有研磨效果的颅骨结构则可能用于分解植物组织。颅骨形状决定动物如何移动其口腔，为其饮食习惯提供线索。解读古代动物的饮食揭示了它们可能的捕猎地点，这就是作者所称的饮食生态。
这是一项巨大的工作。作者们访问了跨越七个国家和四大洲的动物园及古生物博物馆收集所需的化石标本。它们对99种灭绝的鳄形类和20种现存鳄类的颅骨进行了研究，创建了一个跨越2.3亿年进化历史的化石数据集。研究人员此前建立了一个非鳄类生物的数据库进行比较，包括89种哺乳动物和47种蜥蜴。所获取的标本代表了从严格肉食者到专性食草者的一系列饮食生态，以及各种颅骨形状。
作为半水生的伏击捕食者，当今的鳄类在很多不同环境中主要占据了类似的生态角色。它们的饮食灵活性也令人瞩目，或许是它们深厚而多样的进化历史的一种遗留。对于像喜马拉雅山脚下的濒危马来鳄和古巴沼泽中的古巴鳄等濒危鳄类来说，饮食灵活性可能给它们带来了在当前第六次大灭绝中存活的机会。这些物种面临的最大挑战是栖息地的丧失和人类的捕猎。
“当我们看到现存的鳄鱼和短吻鳄时，希望人们能感受到它们逾200万年的进化历程，以及它们如何在地球历史上经历众多动荡事件中幸存下来，”吕敏尔米斯说。“鳄类有能力适应许多未来的变化——如果我们愿意帮助保护它们的栖息地。”
其他共同作者包括犹他大学的凯瑟琳·里特布什和洛杉矶自然历史博物馆的肯尼斯·安吉尔齐克。该研究的结果发表在《古生物学》期刊上，标题为“暂时的鳄类：鳄形类对大规模灭绝的韧性”。
这项研究得到了美国国家科学基金会、西北矿物学联合会、洛杉矶自然历史博物馆、美国自然历史博物馆、古生物学协会、古生物学学会、美国地质学会及犹他大学地质与地球物理系的支持。
图片源于：https://attheu.utah.edu/facultystaff/for-a-while-crocodile/
