中外科学家解码化石：约3亿年前爬行动物会“肋式呼吸”
中新网长春4月10日电 (记者 郭佳)中外科学家通过对二叠纪早期的爬行动物化石的研究，发现此类动物已具备类似人类的“肋式呼吸”能力。这一成果首次从化石证据层面揭示了人类等羊膜动物呼吸方式的起源。
记者10日从吉林大学恐龙演化研究中心获悉，上述研究由该中心联合中国、美国、加拿大、澳大利亚等多国科研机构共同完成。吉林大学恐龙演化研究中心名誉主任罗伯特·赖兹(加拿大多伦多大学古生物学特聘教授)为论文第一作者兼通讯作者，相关成果已发表于国际学术期刊《Nature》。
“木乃伊化”大鼻龙(Captorhinus)遗骸标本及胸廓部分的三维重建示意图。(吉林大学恐龙演化研究中心供图)
研究聚焦一种名为大鼻龙(Captorhinus)的远古爬行动物，其生存于石炭纪晚期至二叠纪早期(3.07亿—2.72亿年前)。科研人员对在美国俄克拉荷马州发现的大鼻龙化石展开系统研究。这类“木乃伊化”化石形成于2.89亿年前的特殊埋藏环境，保存了角质皮肤、软骨骨骼等精细三维结构，在古生物研究中极为罕见。
借助中子CT扫描、X射线荧光光谱及同步辐射红外光谱等多学科交叉手段，研究团队重建了大鼻龙的胸廓结构。结果显示，其胸骨、肋骨与肩带之间存在可动连接，可通过肋间肌带动胸腔扩张与收缩，从而实现主动吸气与呼气。
论文作者之一的吉林大学恐龙演化研究中心研究馆员陈军表示，这意味着肋骨参与呼吸的机制在二叠纪早期就已出现，较此前认知明显提前。
这一发现具有重要意义。科研人员指出，与依赖口咽部“吞气”的两栖动物不同，肋式呼吸可显著提升气体交换效率。这一关键演化创新被认为推动了羊膜动物对于不同生态位适应能力的提升，并促进其在陆地环境中的扩散与分化。
研究过程中，科研人员还在化石样本中检测到明确的蛋白质特征，将化石中内源性酰胺类生物分子残留的记录向前推进约1亿年，为探索更早期生命演化提供了新的证据。
罗伯特·赖兹表示，该研究不仅填补了呼吸系统演化的重要空白，也为理解脊椎动物适应陆地环境的演化过程提供了关键线索。(完)