四足动物肢体姿势转变与体型演化如何关联？最新研究揭开未解之谜

中新网北京10月23日电 (记者 孙自法)包括四足动物在内的脊椎动物演化历史中，从外展趴卧向直立姿势的转变是主龙类和合弓类演化中的关键事件。然而，这一肢体姿势变化是否与体型演化相关一直是未解之谜，也颇受关注。

记者10月23日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(古脊椎所)获悉，该所联合英国皇家兽医学院、美国克莱姆森大学及日本东京大学组成的国际合作团队，通过对现生美洲短吻鳄与化石鳄类的对比研究，揭示了四足动物肢体姿势转变的生物力学效应。

美洲短吻鳄后肢的肌肉骨骼模拟。中国科学院古脊椎所 供图

这一古生物演化重要研究成果论文，北京时间当天凌晨在国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)发表。国际合作研究团队通过对美洲短吻鳄后肢生物力学模拟，揭示出四足动物肢体姿势转变与体型演化的关系。

论文第一作者和通讯作者、中国科学院古脊椎所副研究员饭岛正也(Masaya Iijima)介绍说，研究团队首先提出假设：若更直立的肢体姿势能降低所需的肌肉力量与肢骨承载应力，则可能为四足动物演化出更大的体型提供生物力学基础。

格兰德恐鳄(TMM43632-1)骨骼复原图。上方1.6米高人体骨骼(©Artec3D)以供比例参考。中国科学院古脊椎所 供图

为验证这一假设，研究团队利用计算建模与生物力学仿真，对不同体型和肢体姿势下的美洲短吻鳄后肢进行模拟分析。随后，他们进一步将该模型按比例放大至晚白垩世格兰德恐鳄的体型(体长8.7米，体重3.7吨)，以探讨该巨型鳄类的陆地运动能力。

研究结果显示，体型较大的短吻鳄在产生足够肌肉力量以支撑自身重量和维持肢骨应力方面面临更大困难，而恐鳄可能缺乏足够的肌肉和骨骼能力来支撑其庞大身体进行陆地运动；采用更直立的肢体姿势有助于减轻肢骨应力。

鳄类股骨应力在不同(A)体型和(B)肢体姿势下的变化(短吻鳄和恐鳄插图由TakashiOda绘制)。中国科学院古脊椎所 供图

研究团队总结表示，从外展趴卧到直立的肢体姿势转变，可能通过缓解生物力学约束为四足动物体型增大的演化提供条件。这一研究结果，与二叠纪至三叠纪期间四足动物体型上限逐步增大的演化趋势相一致。(完)