Morphology of the maxilla informs about the type of predation strategy in the evolution of Abelisauridae：解开阿贝力龙科捕食策略演化之谜

研究人员通过研究阿贝力龙科（Abelisauridae）上颌骨形态，发现白垩纪阿贝力龙科是 specialist hunters，对理解其演化有重要意义。

　　在恐龙的神秘世界里，阿贝力龙科（Abelisauridae）作为曾经称霸冈瓦纳大陆的肉食性恐龙，一直吸引着古生物学家的目光。它们拥有独特的外貌特征，如短而装饰性的头骨、高度退化的前肢，在白垩纪的生态系统中占据着重要的位置。然而，关于阿贝力龙科的捕食策略，长期以来存在诸多争议。传统观点认为，晚白垩世的阿贝力龙科可能是 “专业猎手（specialized hunters）”，但这一假说缺乏定量宏观进化框架下的验证。为了揭开阿贝力龙科捕食策略演化的神秘面纱，深入了解这些远古巨兽的生存之道，来自阿根廷、英国等多地研究机构的研究人员 Enzo E. Seculi Pereyra、Juan Vrdoljak、Martín D. Ezcurra 等开展了相关研究。研究成果发表在《Scientific Reports》上。

此次研究主要采用了几何形态测量学（Geometric Morphometrics，GM）和系统发育比较方法（Phylogenetic Comparative Methods，PCM）。研究人员使用已发表的阿贝力龙科及其近缘类群的二维上颌骨图像，通过设计特定的地标和半地标，进行数字化处理，并利用广义普罗克汝斯忒斯分析（Generalized Procrustes Analysis）消除旋转、平移和缩放的影响，获取用于后续分析的形状和大小变量。同时，运用系统发育主成分分析（Phylogenetic Principal Components Analysis，Phylo - PCA）、系统发育对齐成分分析（Phylogenetic Aligned Components Analysis，PACA）等多种系统发育比较方法，对阿贝力龙科上颌骨的演化趋势、形态差异以及与捕食策略的关系进行深入探究。

研究结果

1. 系统发育变异和形态差异：通过 Phylo - PCA 和 PACA 分析发现，尽管在系统层面上阿贝力龙科与其他类群有明显区分，但前两个主成分并未显示出 “专业猎手” 和 “普通猎手（generalist hunters）” 之间的分离。早白垩世的 Spectrovenator 的上颌骨形态位于晚白垩世阿贝力龙科占据的形态空间内，而 Aucasaurus、Llukalkan 和 Abelisaurus 则靠近 “普通猎手” 的形态空间。此外，通过差异随时间变化图（disparity through time plot，dtt）分析发现，阿贝力龙科在上颌骨形态上，在约 1.7 亿年至 9000 万年（早侏罗世晚期 - 晚白垩世早期）之间形态差异较低，而在约 9000 万年至 6600 万年（晚白垩世晚期）之间差异增加。
2. 进化模式：研究人员分析形状数据是否支持捕食策略演化的替代假设。所有 SURFACE 分析在阿贝力龙科系统发育中检测到相同的最优解，表明将 Spectrovenator 视为 “专业猎手” 的后验假设（Posterior hypothesis）成立。
3. 系统发育信号和系统发育广义最小二乘回归：对 Procrustes 坐标、Phylo - PCA 和 PACA 进行系统发育信号分析，结果显示上颌骨形态没有明显的系统发育信号。PGLS 回归分析表明，上颌骨大小（质心大小）对骨形态没有显著的进化影响，而捕食策略类型（type of predation strategy，TPS）对 Phylo - PCA 和 PACA 中上颌骨形态总变异的解释率超过 40%。并且，除 PC 分析外，后验假设中 TPS 的 Z 和 R2 值均高于先验假设（Prior hypothesis）。
4. 进化模型和模型充分性：拟合不同的进化模型以探索哪种模型和假设能最好地解释晚白垩世阿贝力龙科上颌骨的演化。在先验假设下，两速率布朗运动模型（two - rate Brownian motion model，BMM）拟合最佳；在 “Dilophosaurus 分支” 中，后验假设下的 BMM 模型得到最佳支持。在去除估计地标坐标的类群重新评估后，后验假设下的 BMM 模型在 “所有类群分支” 和 “Dilophosaurus 分支” 中依然是最佳支持模型。同时，最佳模型的对角参数矩阵值在每个参数的 95% 置信区间内，表明模型的充分性。

研究结论与讨论

综合上述研究结果，研究人员认为白垩纪的阿贝力龙科物种是专业的捕食者。上颌骨的多样性和差异显示出生态压力的信号，而体型大小对阿贝力龙科专业捕食策略的演化没有显著影响。此外，多速率布朗运动是后验假设中支持度最高的进化模型，这表明阿贝力龙科上颌骨进化相对较快，且其形状与捕食策略相关。研究还发现，阿贝力龙科在上颌骨形态差异在白垩纪末期达到峰值，可能与当时生态位的变化有关，它们或许填补了鲨齿龙科灭绝后留下的生态位。但该研究也存在一定局限性，例如样本中缺乏上颌骨未保存的阿贝力龙科物种，且未对阿贝力龙科头骨的其他骨骼元素进行深入分析。未来研究可在定量宏观进化框架下，对阿贝力龙科头骨及后肢骨骼的更多元素展开分析，以更全面地验证这些结果。

这项研究为我们理解阿贝力龙科的演化提供了新的视角，通过对其关键骨骼 —— 上颌骨的深入研究，揭示了它们在捕食策略上的适应性演化，进一步完善了我们对远古恐龙生态和演化的认知。它让我们更加接近还原这些史前巨兽在白垩纪生态系统中的真实面貌，为古生物学研究领域增添了重要的一笔。