在比较解刨学中 ， 同源器官是解开绝大多数动物进化之谜的钥匙 。 在进化过程中不同动物物种即使最终演化出了不同的生理结构 ， 也会保留着基础结构 ， 而这些相同的基本结构与动物的胚胎发育有关 。
在动物胚胎发育和进化过程中 ， 会有些器官和身体部分被保留 ， 例如人的前肢 ， 牛和马的前蹄 ， 猫的前脚 。
除此之外还有同功器官 ， 这些器官的细胞来源和生理结构不同 ， 但是有着一致的功能和形状 。
对于乌龟起源的相关科考活动还得依赖古生物学家 。 古生物学可以直接为绝大多数生物的进化历程提供直接例证 ， 这些例证的直接载体就是埋藏在地下的古生物化石 。
这些遗迹和骸骨一般是这些动植物在进化各个阶段的直接证明 。 科学家可以根据地层中的生物化石进行研究 ， 在分类对比后就能查实该生物自诞生以来的演化进程 。
独特的生理结构——龟壳
要想解决乌龟起源这一难题 ， 就得先弄清楚它最独特的身体结构——龟壳到底是怎么来的 。
见过龟壳完整结构的人应该知道 ， 乌龟的龟壳其实是它身体骨骼系统的一部分 ， 高高隆起的龟壳和乌龟的身体紧密相连 。
有关乌龟龟壳形成的说法大致可以分成两类 ， “骨性皮肤说”和“肋骨起源说” 。
骨性皮肤就是骨鳞 ， 这是一种脊椎动物硬骨鱼类特有的鱼鳞 ， 是真皮性骨板发育成型后的产物 。
持这类说法的人认为 ， 和乌龟同一时期的鳄鱼、巨蜥、中华鲟和部分恐龙都有骨鳞 ， 在已发掘的生物化石中 ， 有大量的古生物和乌龟一样 ， 带有厚厚的壳部 ， 这能说明乌龟的龟壳正是由骨磷演化为来 。
“肋骨起源说”的支持者认为 ， 龟壳是由乌龟的肋骨发育形成的 ， 在长时间的进化中 ， 乌龟的骨骼和背部连为了一体 。 与前者采用的“古生物学例证”不同 ， 这些科学家的理论和例证来自胚胎学 。
通过对乌龟胚胎的研究观察他们发现 ， 现代乌龟在发育过程中会出现肋骨向背部发育的倾向 ， 这些迹象可以表明那些乌龟祖先的龟壳就是由肋骨发育而来的 。
然而不论是从古生物学还是胚胎学的角度 ， 这两种观点都缺乏最直接的例证——那就是远古乌龟的化石 。
直到2008年 ， “半甲齿龟”化石的出现在这场争论中起到了盖棺定论的作用 。
“半甲齿龟”是现代乌龟的老祖先 ， 同时也是乌龟进化过程中非常重要的一个物种 。 这种龟类的化石在贵州关岭的三叠纪地层中被首次发现 ， 因此也称“关岭龟” 。
古生物学家们通过对这些形成于2.6亿年到2亿年前的三叠纪地层进行取样研究得出一个结论：
半甲齿龟生活在晚三叠纪时期（距今约2亿2500万年前） ， 它们的背部并没有甲壳 ， 而是存在于腹部 ， 同时上下颌都有成排的牙齿 。 这一研究成果已经能够说明龟壳不是由骨磷组成的 ， 而是来自乌龟身体内部 。
这一研究成果也让科学家将更古老的一种龟类结合了起来 ， 那就是正南龟 。
古生物学家们认为 ， 正南龟是二叠纪-三叠纪灭绝事件中的幸存者 。 这次生物大灭绝事件发生在古生代二叠纪和中生代三叠纪之间 ， 距离现在已经过去了2.51亿年 。
这场持续了6万多年的生物大灭绝事件使得地球上75%左右的陆生脊椎动物永远消失 ， 而正南龟就包含在了残存下来的25%的陆生脊椎动物物种之中 。
正南龟体内有8对较坚硬的肋条 ， 这些肋条的长度和宽度都很大 ， 在正南龟体内都占到了很大的比例 。 古生物学家认为在当时正南龟为了躲避自然灾害开始不断向地下迁移 ， 在持续时间达到数万年的挖掘过程中 ， 正南龟开始进化出更坚硬、更宽大的肋骨 。
也就是说 ， 乌龟的龟壳演化出来的初衷其实是方便乌龟的祖先躲避地表恶劣环境时的挖掘活动 。
乌龟起源之谜——科学家的“噩梦”
龟壳将正南龟和半甲齿龟联系了起来 ， 但到了这个阶段 ， 乌龟起源的谜题还是没有彻底解开 ， 而科学家们已经推翻重来多次了 。
最初科学家认为 ， 原颚龟是乌龟的始祖 。 这种古老的龟鳖目动物的化石最早在德国发现 ， 随后在泰国地区也被找到 。
从古生物学家的考察结果来看 ， 原颚龟诞生于三叠纪末期（约1亿9600万年前） 。 这种巨型龟类动物体长可以达到6.2米 ， 它和现在乌龟有很多相似的身体构造 。 原颚龟的的背部有一个大型的甲盖 ， 在坚硬的甲壳上还长满了角质鳞片 ， 在腹部也长有骨质甲壳 。 同时 ， 它的龟壳也与体内的骨架相连接 。
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