鱼龙是中生代海洋中最为成功的爬行动物类群之一,其卵胎生的繁殖习性也被视为适应海洋环境的关键创新。目前,具有胎儿保存的鱼龙类化石记录涉及十一个属,时代分布从早三叠世至早白垩世。然而,对于三叠纪早期分异的鱼龙类群,学界已知的含胚胎化石并不多,尤其对怀仔数量所知甚少。此前报道的三叠纪怀孕的鱼龙类个体,无论是巢湖龙(Chaohusaurus)还是混鱼龙(Mixosaurus),所怀有的胎儿均不超过三个,这似乎表示早期鱼龙的繁殖能力较为有限,不及侏罗纪的后期鱼龙类。
近期发表于国际学术期刊《PeerJ》的一项研究,基于一件保存精美的盘县混鱼龙(Mixosaurus panxianensis)化石,发现该个体腹内含有至少十一具胎儿骨骼。这创下迄今鱼龙类中怀仔数量最多的纪录,更揭示出鱼龙高繁殖力出现的时代比以往认知的更早。

图1 怀仔的盘县混鱼龙标本(王维 供图)
1. 成体补充盘县混鱼龙特征
研究标本(ZMNH M8769)收藏于浙江自然博物院,产自贵州省盘州市的中三叠世安尼期关岭组,距今约2.44亿年。该化石为一具近乎完整的成年鱼龙骨架,仅尾尖缺失,总体长为112厘米,头骨长22厘米,整体以背视保存于暗灰色石灰岩围岩中。依据其前颌骨无鼻上突、眼眶背缘具眶上嵴、鼻骨-额骨-顶骨呈长矢状嵴、上颞孔前内侧凹陷达鼻骨、中部尾椎椎体高度显著增大等混鱼龙属(Mixosaurus)的共有衍征,以及轭骨后腹侧突短、轭骨与方轭骨不接触、前部牙齿相对较大、中部尾椎椎体高长比大于二等盘县混鱼龙(Mixosaurus panxianensis)的鉴别特征,研究者将其归入该种。该成年个体比该物种的模式标本保存更完整,增加和厘定了该属种的部分解剖特征,包括桡骨前缘缺刻、胫骨与腓骨间具明显间隙、完整的前后肢指式等。
2. 是胎儿而非同类相食
在成体的腹腔内,可清晰地识别出十一具包含头骨的幼小鱼龙类骨骼(标注为1至11)。此外,还观察到散落在成体腹腔外,但各自略有关联的脊椎集合(标注为A到D),可能归属于上述部分胎儿或代表额外个体,但未计入确证的胎儿数。研究者基于以下证据,确认这些小骨骼为胎儿而非摄入的猎物:绝大多数胎儿骨骼位于母体腹腔的子宫区域,而非胃部位置;胎儿骨骼保存完整、关节完好,无破碎和腐蚀痕迹,即不存在被啃咬或消化的情况;与胎儿共存的区域未发现鱼龙类常见的胃容物,如头足类口器等。11具胎儿骨骼基本都保存在母体的左右侧肋骨之间,大致为原位保存,仅由于腹腔破裂使部分胎儿略排布于体外。
3. 胎儿发育阶段一致且成熟
该混鱼龙标本中,所有胎儿的发育阶段基本一致。胎儿中完整头骨的长度彼此相当,椎体直径(包括最大值和平均值)在各胎儿间无明显差异。此外,胎儿各部分骨骼均已充分骨化。头骨方面,其吻部细长,约占头骨全长的一半,与成体比例接近;上下颌均已具有细小而完整的牙齿,齿列也较为齐全;鼻骨、额骨和顶骨之间连接较为紧密,仅在部分胎儿(如4和10)中观察到狭缝状的囟门。胎儿脊柱发育程度高,椎体紧密排列,各椎体内部未见明显穿孔,神经弓也均已发育完好。胎儿肋骨头膨大且与椎体相关联,肋骨已具纵向嵴,与成体的肋骨形态相似。此外,胎儿10和11保存了附肢骨骼,带骨和肢骨排列紧密。类比前人对狭翼鱼龙胎儿的研究,可推测该混鱼龙胎儿发育成熟,接近围产期状态,母体可能在临近分娩时死亡。

图2 十一具胎儿骨骼及其他椎体序列(王维 供图)
4. 胎儿头尾朝向无规律
该多胎混鱼龙化石中,胎儿在母体内的朝向并不统一。相对母体的头尾方向,胎儿1、 2和9头朝后,3和4头朝前,5至7头朝向腹侧,8和11呈蜷曲状态,8甚至头朝背侧。这种多样的身体朝向状态指示出,无论是孕期甚至临近分娩时,盘县混鱼龙的胎儿并不遵循固定的头先出或尾先出的体位。此前研究曾认为如巢湖龙的早期鱼龙类分娩方式为尾先出,显示近祖状态,侏罗纪的后期鱼龙类才演化出头先出的水生适应分娩方式,与鲸类类似。但近年来对三叠纪更多鱼龙类群的分析倾向于认为,早期鱼龙并不存在规律性的出生朝向。本研究结果与该最新观点相符,并进一步表明,即便在单胎产仔数很多的情况下,胎儿也没有显示出有规律的朝向。
5. 超多胎或成生存优势
此前,已知最高的鱼龙类胎儿纪录来自一具早侏罗世的狭翼鱼龙标本,其含有十一具胎儿,但胎儿骨骼保存不佳,且绝大多数怀孕的狭翼鱼龙个体仅携带一至三具胎儿。在三叠纪鱼龙类中,已知的妊娠标本(如巢湖龙和瑞士的混鱼龙)胎儿数均不超过三具。因此,ZMNH M8769所保存的十一具确定的胎儿,连同分散的脊椎序列,不仅是三叠纪鱼龙类的首例高胎数记录,也位列所有已知鱼龙类中怀仔数量最高纪录。动物界存在两种不同的繁殖策略:r选择与K选择。r选择策略中,一次分娩产生大量后代,但亲代对后代的抚育投入有限;K选择策略中,一次分娩仅产出少量后代,但亲代会悉心抚育。混鱼龙显示出较高的繁殖力,一胎产多个幼体,与某些小型始鳍龙类(如贵州龙)类似,可能倾向于r选择策略,而与部分蛇颈龙类所演化出的K选择策略形成鲜明对比。
混鱼龙是三叠纪鱼龙类,乃至所有已知鱼龙类中,化石数量最多的属,仅在中国西南地区就发现了数以千计的完整化石个体。而且,混鱼龙还是分布最广的鱼龙类之一,该属不同物种的化石在华南、西欧、北欧等地均有大量发现。尽管该多胎标本也有可能代表了较为极端的案例,但至少证明混鱼龙具有同时大量生产多个胎儿的能力,而如此高的生产能力很可能成为该类群的一大生存便利,进而使其成为同时期海生爬行动物群中具有绝对优势的属种。该研究为三叠纪鱼龙类的高生产力给出了首例化石实证,后续研究将着眼于含胚胎的其他三叠纪鱼龙类属种,探讨多胎生殖策略是否在鱼龙类早期演化中普遍存在,又是怎样的选择压力造就了如此惊人的生育能力。

图3 含胎儿的鱼龙类化石属种及胎儿数(王维 供图)
浙江自然博物院顾圣啸为第一作者,李秀悌为共同作者;中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王维为通讯作者,李淳为共同作者。该研究得到国家自然科学基金、浙江省文物保护技术项目资助,得到浙江自然博物院赵丽君、郑文杰等的支持。