首次测试古脊椎动物的进食方式 _古脊椎动物

异甲类口腔板图。来源：Madleen Grohganz
据布里斯托尔大学：布里斯托尔大学的科学家们使用新技术研究了最古老的脊椎动物之一、已经灭绝的无颌异甲类的进食方式，并将其排除在外。
这项发表在《脊椎动物古生物学杂志》上的研究结果表明，异口纲动物口腔板上的前向小齿（小齿状结构）并不适应滤食。这篇论文的标题是“使用计算流体动力学测试翼翅类异食癖的假说” 。
人类深层进化史的一个主要理论是，早期脊椎动物的祖先是从无脊椎滤食动物进化而来的，遵循着主动捕食食物的趋势。
布里斯托尔古生物学研究小组的主要作者马德琳·格罗根兹说:“脊椎动物的起源，即我们自己的进化谱系，被广泛认为是进化历史上最重要的事件之一。早期脊椎动物进化是生物学家和古生物学家争论不休的话题，仍有许多未解决的问题。
“作为最古老的脊椎动物之一，已经灭绝的无颚异甲类是这一进化情景的关键。但是没有人能弄清楚它们的进食方式，不管它们是滤食性还是食肉性。使用现代计算古生物学方法，我们的研究是首批积极测试这些早期无颌脊椎动物进食模式假设的研究之一。”
异甲类拥有棒状口腔板的摄食装置，口腔外有一排向前的小齿。面向前的方向以前被解释为适应悬浮液进料。
为了验证这一假设，研究小组使用了计算流体动力学（CFD），这是一种来自工程学的技术，用于模拟流体流动及其与固体的相互作用。他们模拟了2D模型周围的水流，该模型由一排排向前和反向的小齿组成，因此他们可以评估这些方向是否会产生与悬浮喂食有关的流体动力学再循环模式。
所有被测试的模型，无论小齿方向如何，都显示出相似的流动、速度和涡度模式。再循环模式、最高速度和涡度直接在小齿顶部和小齿之间的空间中形成。
基于这些分析，研究小组否定了小齿定向是对悬浮喂养的一种特殊适应的假设。小齿仅出现在口腔板最末端的侧面，并且可以替代地用于防止材料、过大的食物颗粒、沉积物颗粒或寄生虫在板之间滞留。
马德琳说:“我们的研究是第一个积极测试早期无颌脊椎动物进食模式假设的研究，而不是进行约束性很差的推断。
“这是更好地了解早期无颌脊椎动物的进食模式、测试进化情景并最终为早期脊椎动物进化提供更多信息的重要一步。”

艺术家印象pteraspididae，已灭绝的异甲类脊椎动物家族。信用:田村伸信
异甲类喂养的确切性质仍然是一个悬而未决的问题。其他提出与主动啃咬或觅食有关的机械功能的摄食假说仍有待检验。
Madleen补充说:“为此，我们需要更好地了解整个口腔板装置的原始3D几何形状，这可以通过研究关节标本而不是孤立的口腔板来获得。
“我们可以使用这些口腔器官重建来限制口腔板的可能移动，并在进一步的计算功能测试中使用这些模型。这将使我们能够获得关于异甲类进食模式的详细知识，这对阐明早期脊椎动物进化至关重要。
“早期无颌脊椎动物的先前进食模式假说主要是基于约束较差的推论。但是使用计算古生物学方法，我们能够实际测试和拒绝其中一种进食模式假设。”