海龙的演化：生物多样性、谱系发育及生物地理研究

Thalattosaurs are one of the three major groups of apex reptilian predators in the Triassic marine ecosystems, the study of which is a key to our understanding of biotic recovery from the Permo-Triassic mass extinction. However, the biodiversity of thalattosaurs is not well understood and their phylogeny remains unstable. Furthermore, the process forming the biogeographical pattern of thalattosaurs remains an enigma. The proposed project is designed to reconstruct the global biodiversity and the stable phylogeny of thalattosaurs, and discuss the process forming their biogeographical pattern. Firstly, we plan to review the systematics of thalattosaurs from SW China and to study the new thalattosaurian material from SW China and the North America. Upon the completion, the morphology and species richness of thalattosaurs from SW China and North America will be well understood. Secondly, we plan to study the bone histology of thalattosaurs. The existed morphological data matrix will be expanded based on the new information obtained from the biodiversity investigation and histological study of thalattosaurs. Utilizing the expanded new data matrix, we aim to reconstruct a stable phylogeny of thalattosaurs. The next step of the proposed project is to study the physiology and paleoecology of thalattosaurs via the investigation of long bone histology and microanatomy of thalattosaurs. Finally, the process forming the biogeographical pattern of thalattosaurs will be well understood based on the combination of a stable phylogeny and the knowledge of physiology and paleoecology of thalattosaurs.

海龙是三叠纪演化比较成功的一类海生爬行动物，也是当时海洋生态系统三大主要顶级捕食者类群之一。海龙的研究对理解二叠-三叠生物大绝灭之后海洋生态系统的复苏重建具有重要意义。但是，其生物多样性和谱系发育关系还有待进一步探讨，其生物地理分布形成机制更属于目前研究的薄弱环节。本项目拟开展以下工作解决上述问题：（1）系统厘定华南地区已发表海龙类属种并对华南和北美地区尚未描述命名的海龙类新材料进行研究，厘清这两个生物区系海龙类的物种多样性；（2）通过全球性的形态对比以及骨组织学手段的运用，识别出海龙类更多关键性的形态解剖信息；（3）在上述基础之上，扩充海龙类已有的形态学数据矩阵，利用分支系统学的方法，重建海龙类谱系发育关系；（4）通过骨组织学的手段研究海龙的生理特征和生活环境，在此基础之上结合海龙类的谱系发育关系，探讨海龙类生物地理分布形成机制。

包括海龙在内的海生爬行动物是三叠纪海洋生态系统的顶级捕食者。对这些顶级捕食者辐射演化的研究是理解三叠纪生物圈复苏至关重要的一环。在本项目支持下，项目组成员围绕这一主题获得如下主要成果：持续开展了野外调研工作，对已经公开发表的海龙类标本进行了对比研究，在野外调查工作中发现了数处新的化石点位，这些点位有可能对海龙物种多样性的研究有积极的推动作用；进行了海龙形态学的对比研究工作和骨组织学研究，重建了海龙谱系发育关系；以骨组织研究为手段，探究了海龙生物地理分布的形成过程和迁徙机制；研究了湖北省远安县嘉陵江组早三叠世鳍龙类三峡鸥龙新材料，基于全新的数据矩阵，重建了鳍龙谱系发育，通过与中三叠世罗平生物群的食物链对比研究中发现，华南地区生态复苏时间较晚；描述了一件来自湖北省远安县早三叠世的大型湖北鳄类标本，论证了在二叠纪-三叠纪大灭绝事件之后的早三叠世，海洋生态系统中的捕食压力非常之大。