侏罗纪蛇颈龙皮肤、鳞片与细胞结构的首次深度解析：揭示远古海洋爬行动物的适应性演化

本研究针对侏罗纪蛇颈龙(Plesiosauria)软组织保存稀少的难题，通过多学科技术首次系统分析了德国下侏罗统Posidonia页岩中保存的皮肤化石。发现其身体具光滑皮肤而鳍肢覆盖鳞片，揭示了表皮分层(如stratum corneum、stratum spinosum)及黑色素体(melanosomes)等细胞结构，证实鳞片可能增强游泳效率或底栖取食抓附力，为理解海洋爬行动物适应性演化提供了关键证据。

　　

在古生物学领域，蛇颈龙(Plesiosauria)作为中生代海洋爬行动物的代表，其骨骼化石遍布全球，但软组织保存却极为罕见。过去200年间，人们对这类长颈、四鳍动物的经典复原形象始终停留在骨骼结构层面，其真实外貌和皮肤特征长期成谜。这种认知空白严重制约了对蛇颈龙生态适应性和演化机制的理解。

为解决这一难题，瑞典隆德大学联合多家欧洲机构的研究团队对德国下侏罗统(~183 Ma)Posidonia页岩中保存的蛇颈龙标本MH 7展开研究。该标本罕见地保存了尾部和前鳍的皮肤痕迹，为首次系统分析蛇颈龙软组织提供了珍贵材料。研究通过多学科交叉方法，证实蛇颈龙身体覆盖光滑皮肤而鳍肢具鳞片的镶嵌式表皮结构，并保留表皮细胞核、黑色素体等超微结构，相关成果发表于《Current Biology》。

关键技术包括：透射光显微镜(TLM)观察表皮分层，扫描电镜(SEM)分析鳞片形态，能谱仪(EDX)和电子背散射衍射(EBSD)检测元素分布，红外显微光谱(IR)和飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)鉴定有机分子。对比样本涵盖现生爬行动物(如棱皮龟Dermochelys coriacea)和化石海龟(Ctenochelys acris)的皮肤组织。

RESULTS AND DISCUSSION
描述与分析
通过TLM和SEM观察，发现MH 7尾部皮肤呈现典型羊膜动物表皮分层：最外层为15-25μm厚的角质层(stratum corneum)，其下为含20μm直径角质细胞(keratinocytes)的棘层(stratum spinosum)，基底层(stratum basale)可见柱状细胞。EDX显示棘层富含钙磷，而角质层仅含磷，表明差异矿化过程。

鳞片功能阐释
前鳍皮肤分布不规则三角形鳞片，其35μm厚角质层与现代爬行动物鳞片结构一致。与光滑尾部皮肤相比，鳞片表面无黑色素体但具明显分层边缘，暗示其机械强化作用。ToF-SIMS检测到多环芳烃(PAHs)等降解有机物，但未发现残留蛋白质。

古生态学意义
对比Posidonia页岩其他标本(如Microcleidus brachypterygius)，提出鳞片可能通过增强鳍肢后缘刚度提升游泳效率，或为底栖取食时提供抓附力——后者得到标本胃容物(含腹足类、箭石化石)的支持。尾部光滑皮肤则可能减少游动阻力，体现水生适应性的形态功能分化。

结论与展望
该研究首次证实蛇颈龙在陆地-海洋过渡中保留了爬行动物鳞片特征，其鳞片-光滑皮肤的镶嵌分布不同于完全退鳞的鱼龙(Ichthyosauria)或海鳄(Metriorhynchidae)，反映了独特的适应性策略。未来需更多标本验证鳞片分布模式是否具有普适性，并进一步探究黑色素体排列与体色功能的关联。这项突破性工作为重建中生代海洋生态系统提供了新的形态学基准。