一具3.07亿年前的化石揭示，地球上一些最早的陆生动物已然开始尝试以植物为食。

生命最初诞生于地球的海洋之中。约4.75亿年前，植物开始从水域向陆地蔓延。而拥有脊椎的动物则要晚得多才登上陆地，它们大约在植物在陆地站稳脚跟1亿年后才出现。即便如此，最早的陆地动物也并不以植物为食。在长达数千万年的时间里，它们以捕食其他动物为生。

今日（2月10日）发表于《自然·生态与演化》期刊的最新研究对这一长久以来的观点提出了挑战。科学家发现了一具距今3.07亿年的化石，其所属物种是已知最早具备食用植物能力的陆生脊椎动物之一。

芝加哥菲尔德博物馆的化石鱼类及早期四足动物助理馆长、该研究的共同主要作者阿尔扬·曼恩表示：“这是已知最古老的以植物为食的四足动物之一。这表明，植食性的探索可追溯至最早的陆生四足动物——它们是包括人类在内的所有陆生脊椎动物的古老近亲。”

化石头骨揭示隐秘食性

这块化石是该物种群体首个详细的三维复原标本，为人们观察该动物头骨内部结构提供了前所未有的视角。

多伦多大学博士生、该论文共同第一作者熊子方表示：“该标本是其所在群体中首个接受详细三维重建的样本，这让我们得以窥探其头骨内部，揭示其特化的牙齿结构，从而帮助我们追溯陆地食草性的起源。”

这一物种被命名为赫氏暴龙掘地虫（Tyrannoroter heberti），意为“赫伯特的暴君掘地者”，以此向其发现者布莱恩·赫伯特（Brian Hebert）致敬。迄今为止，研究人员仅发现了它的头骨化石，但通过与近缘物种化石的对比推断，这种动物是一种体格健壮、四足行走的生物，体长约为一英尺。

曼恩表示：“它的体型和形状大致与美式橄榄球相当。”尽管以今天的标准来看，它的体型或许显得微不足道，但在当时，它却是陆地上体型最大的动物之一。它的外貌或许与蜥蜴有几分相似，然而，它生活在爬行动物与哺乳动物进化分支形成之前，因此从严格意义上讲，它并非爬行动物。

新斯科舍省海岸沿线的危险实地考察

这块化石是在新斯科舍省的布雷顿角岛发现的，在那里采集化石既耗费体力又存在风险。

曼恩表示：“新斯科舍省的潮汐为世界之最——当我们在那里作业时，正是在与涨潮赛跑，因为海水随时可能回流。” “那里遍布礁石，化石就嵌在岸边的悬崖峭壁之中。古生物学家素来不愿在悬崖上挖掘，因为随时可能发生崖壁坍塌，危及自身安全。”

来自新斯科舍省的业余古生物学家布莱恩·赫伯特（Brian Hebert），在卡尔顿大学古生物学教授希拉里·麦登（Hillary Maddin）带领的野外考察季中，于一处化石树桩内发现了嵌于其中的头骨化石。

曼恩说：“这个头骨宽阔，呈心形，吻部极窄，但后部极宽。我凝视了它五秒钟，便心想：‘哦，这是一只裤衩蜥微蜥。’”

早期陆生动物与基干羊膜动物的兴起

肉鳍鱼类代表了陆生脊椎动物演化的早期阶段。当首批肉鳍鱼类演化出足以支撑陆地活动的肢体时，它们仍高度依赖水生环境。

曼恩表示：“裤衩蜥（此处根据语境推测为特定古生物名，若实际有专有译名应替换）源自陆地生活的第二阶段，彼时动物已永久性地适应了陆地生活。”这些动物被归类为羊膜干群动物，这意味着它们与后来进化出能在水外发育的卵的谱系动物亲缘关系密切。随着时间推移，羊膜干群动物演化出了爬行动物以及哺乳动物的早期祖先。

计算机断层扫描揭示特化牙齿

为详尽研究这具化石，曼小心翼翼地剔除头骨周围的岩石。然而，由于口部已化石化闭合，诸如脑壳等关键的内部特征均无法窥见。

研究团队采用CT扫描技术来解决这一问题。研究人员将数百张X光图像相结合，构建出一个三维模型，从而揭示了头骨的内部结构。

该研究的资深作者马丁表示：“我们最为兴奋的是，扫描后能一睹这种动物口腔内部的隐秘构造——其口腔内密密麻麻地布满了另一套完整的牙齿，用于碾碎和磨碎食物，比如植物。”

其中部分牙齿位于口腔顶部，这一特征有力地表明其早期已具备植物处理能力。这一发现表明，羊膜动物干群的近亲开始食用植物的时间比科学家此前推测的更早。

史密森尼国家自然历史博物馆脊椎动物古生物学高级研究地质学家兼馆长、该研究合著者汉斯·苏斯表示：“赫氏暴龙之所以备受关注，是因为人们曾长期认为食草习性仅限于羊膜动物。它虽为原始羊膜动物，却拥有可处理植物饲料的特化牙齿。”

杂食性饮食与向草食性迈出的早期步伐

尽管暴龙类近亲长有适应植物性饮食的牙齿，但它很可能并非严格的食草动物。

曼恩说道：“这并不是说暴龙类只吃植物。我在史密森尼学会做博士后研究员时，我的导师汉斯·苏斯总是说，几乎所有现存的食草动物都会至少摄入一些动物蛋白，食草行为最好被视作一个渐变的过程。”

这种动物除植物外，可能还以昆虫和其他小型动物为食。昆虫或许在这一饮食转变过程中发挥了关键作用。碾碎昆虫的外骨骼，可能让早期的四足动物得以适应食用更坚硬的植物材料。食用以植物为食的昆虫，或许也有助于早期的陆地动物获得消化植物所需的肠道微生物。

古代气候变化及其对当今的启示

这块化石不仅重塑了人们对草食性起源的认知，还可能有助于我们深入了解食草动物如何应对环境破坏。

暴龙齿兽生活在石炭纪末期，这一时期以重大的气候变迁为显著特征。在当今气候变迁之前，该时代见证了自冰室气候向温室气候的最近一次转变。

曼恩表示：“石炭纪末期，雨林生态系统崩溃，全球进入了一段变暖期。暴龙齿兽所属的动物谱系发展得并不顺利。这或许能作为一个数据点，从更宏观的角度揭示：当气候变化迅速改变食草动物的生态系统及其赖以生存的植物时，这些动物将会面临怎样的命运。”

这一发现凸显了早期植物性饮食实验与环境稳定性之间的紧密联系，在当今这个瞬息万变的世界里，这一教训或许仍具有现实意义。

参考文献：《石炭纪卧齿兽揭示陆地食草行为的起源》，作者：阿尔扬·曼、熊子芳、艾米·S·卡尔索普、汉斯-迪特尔·苏斯、希拉里·C·马丁，2026年2月10日发表于《自然·生态与演化》，DOI：10.1038/s41559-025-02929-8