這種古老的動物是地球上最早吃植物的動物之一

研究發表於 自然生態與進化 現在正在強調這種模式的重大轉變。科學家們描述了一塊 3.07 億年前的化石，屬於已知最古老的陸地脊椎動物之一，這種脊椎動物具有吃植物的能力。

“它是已知最古老的以蔬菜為食的四足動物之一，”芝加哥菲爾德博物館魚類和早期四足動物化石副館長、該研究的共同主要作者阿揚·曼 (Arjan Mann) 說。 “它表明，對食草動物的實驗可以追溯到最早的陸地四足動物——包括我們在內的所有陸地脊椎動物的古老親戚。”

“該標本是該標本中第一個接受詳細 3D 重建的標本，這使我們能夠觀察其頭骨內部並揭示其特殊的牙齒，這有助於我們追踪陸地食草動物的起源，”多倫多大學博士生、該論文的共同主要作者熊志芳說。

赫伯蒂霸王龍及其驚人的飲食

新發現的物種已被命名 赫伯蒂暴龍這意味著希伯特的暴君挖掘機，以紀念其發現者布萊恩·希伯特。目前僅發現了頭骨。根據頭骨的大小以及與相關化石的比較，研究人員估計該動物是一種強大的四足生物，大約一英尺高。

“它的大小和形狀與美式橄欖球差不多，”曼恩說。儘管以今天的標準來看，它的體型並不大，但它卻是當時最大的陸地動物之一。它可能看起來像蜥蜴，但它生活在爬行動物和哺乳動物分化成不同的進化路徑之前，所以從技術上講它不是爬行動物。

新斯科舍省發現化石

這塊化石是在新斯科舍省的布雷頓角島發現的，該島以困難且有時危險的野外工作而聞名。

“新斯科舍省擁有世界上最高的潮汐 – 當我們在那里工作時，當海洋捲土重來時，我們就是在與潮汐賽跑，”曼恩說。 “這裡岩石很多，化石都在海灘的懸崖裡。古生物學家討厭挖掘懸崖，因為懸崖可能會掉下來砸到你。”

來自新斯科舍省的職業古生物學家布萊恩·赫伯特 (Brian Hebert) 在卡爾頓大學古生物學教授希拉里·馬登 (Hilary Madden) 領導的野外考察期間，在化石樹幹內發現了這個微小的頭骨。

“頭骨很寬，呈心形，鼻子很窄，但後面很寬，”曼說。 “在看到它的五秒鐘內，我想，‘哦，那是一隻小恐龍。’”

Pantyids 是早期的陸地脊椎動物

Pantyids 代表了陸地脊椎動物進化的早期階段。第一種發展出能夠支持陸地運動的四肢的葉鰭魚仍然嚴重依賴水生環境。

“Batylides 屬於陸地生命的第二階段，此時動物永久適應了陸地上的生活，”曼說。它們被認為是莖羊膜動物，這意味著它們與後來發育出能夠在水外生存的卵的四足動物群密切相關。隨著時間的推移，幹羊膜動物產生了爬行動物和哺乳動物的始祖。

CT 掃描顯示植物的破碎牙齒

為了研究這塊化石，曼恩小心翼翼地清除了周圍的岩石。然而，頭骨已變成化石，嘴巴閉合，隱藏了腦殼等內部結構。為了檢查這些特徵，該團隊使用 CT 掃描技術，將一組 X 射線圖像編譯成詳細的 3D 模型。

該研究的資深作者麥丁說：“掃描後，我們非常興奮地看到這只動物的嘴裡隱藏著什麼，嘴里長滿了一整套額外的牙齒，可以壓碎和磨碎食物，比如植物。”

其中一些牙齒位於口腔頂部，這種排列強烈表明該動物可以處理植物。結果表明，莖羊膜動物的近親嘗試吃植物的時間比之前認為的要早。

“赫伯蒂霸王龍之所以引起人們極大的興趣，是因為它長期以來被認為是僅限於羊膜動物的食草動物，”史密森國家自然歷史博物館的高級研究地質學家和脊椎動物古生物學館長、該研究的合著者漢斯·蘇斯 (Hans Suess) 說。 “它是一種羊膜動物，但具有特殊的牙齒，可用於加工植物飼料。”

混合飲食和進化轉變

然而， 霸王龍 它不太可能是嚴格的草食動物。

“當漢斯·索斯（Hans Soes）在史密森學會博士後期間擔任我的導師時，他總是說當今所有的食草動物都至少消耗一些動物蛋白，而食草動物最好被認為是鱗食動物，”曼恩說。

除了植物之外，這種動物可能還吃昆蟲和其他小型獵物。早期昆蟲的破碎性外骨骼可能幫助四足動物進化出處理較硬植物材料的能力。食用植物性昆蟲也有可能引入了有益的腸道微生物，這些微生物後來支持植物的消化。

石炭紀末期的氣候變化

除了闡明食草動物的起源之外，這一發現還可能幫助科學家了解食草動物如何應對環境干擾。 霸王龍 他生活在石炭紀末期，當時氣候發生了巨大的變化，也是今天之前最後一個變成溫室的冰屋。

“石炭紀末期，雨林生態系統崩潰，我們經歷了一段全球變暖的時期，”曼恩說。 “霸王龍動物譜係不是很好。這可能是一個數據點，可以從更大的角度來了解當氣候變化迅速改變食草動物的生態系統和在那裡生長的植物時，它們會發生什麼。”

該化石讓人們得以一睹植物性飲食的早期進化以及這些飲食在環境快速變化時期的脆弱性。