中新網(wǎng)北京10月23日電 (記者 孫自法)包括四足動物在內(nèi)的脊椎動物演化歷史中，從外展趴臥向直立姿勢的轉(zhuǎn)變是主龍類和合弓類演化中的關(guān)鍵事件。然而，這一肢體姿勢變化是否與體型演化相關(guān)一直是未解之謎，也頗受關(guān)注。
記者10月23日從中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(古脊椎所)獲悉，該所聯(lián)合英國皇家獸醫(yī)學(xué)院、美國克萊姆森大學(xué)及日本東京大學(xué)組成的國際合作團隊，通過對現(xiàn)生美洲短吻鱷與化石鱷類的對比研究，揭示了四足動物肢體姿勢轉(zhuǎn)變的生物力學(xué)效應(yīng)。
美洲短吻鱷后肢的肌肉骨骼模擬。中國科學(xué)院古脊椎所 供圖這一古生物演化重要研究成果論文，北京時間當(dāng)天凌晨在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進展》(Science Advances)發(fā)表。國際合作研究團隊通過對美洲短吻鱷后肢生物力學(xué)模擬，揭示出四足動物肢體姿勢轉(zhuǎn)變與體型演化的關(guān)系。
論文第一作者和通訊作者、中國科學(xué)院古脊椎所副研究員飯島正也(Masaya Iijima)介紹說，研究團隊首先提出假設(shè)：若更直立的肢體姿勢能降低所需的肌肉力量與肢骨承載應(yīng)力，則可能為四足動物演化出更大的體型提供生物力學(xué)基礎(chǔ)。
格蘭德恐鱷(TMM43632-1)骨骼復(fù)原圖。上方1.6米高人體骨骼(©Artec 3D)以供比例參考。中國科學(xué)院古脊椎所 供圖為驗證這一假設(shè)，研究團隊利用計算建模與生物力學(xué)仿真，對不同體型和肢體姿勢下的美洲短吻鱷后肢進行模擬分析。隨后，他們進一步將該模型按比例放大至晚白堊世格蘭德恐鱷的體型(體長8.7米，體重3.7噸)，以探討該巨型鱷類的陸地運動能力。
研究結(jié)果顯示，體型較大的短吻鱷在產(chǎn)生足夠肌肉力量以支撐自身重量和維持肢骨應(yīng)力方面面臨更大困難，而恐鱷可能缺乏足夠的肌肉和骨骼能力來支撐其龐大身體進行陸地運動；采用更直立的肢體姿勢有助于減輕肢骨應(yīng)力。
鱷類股骨應(yīng)力在不同(A)體型和(B)肢體姿勢下的變化(短吻鱷和恐鱷插圖由Takashi Oda繪制)。中國科學(xué)院古脊椎所 供圖研究團隊總結(jié)表示，從外展趴臥到直立的肢體姿勢轉(zhuǎn)變，可能通過緩解生物力學(xué)約束為四足動物體型增大的演化提供條件。這一研究結(jié)果，與二疊紀(jì)至三疊紀(jì)期間四足動物體型上限逐步增大的演化趨勢相一致。(完)