作者:记者 姜天海 来源: 发布时间:2017-7-5 15:19:54
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9900万年前,缅甸克钦邦胡康河谷,一棵不知是柏类还是南洋杉类针叶类的苍翠树下。
一只刚出生不久的雏鸟正“虚张声势”地蓬开翅膀,发出几声稚嫩的鸟鸣,想要凭着自己尚不熟练的捕猎技巧饱餐一顿。
“嗒!”
伴随着树脂滴下时发出的一声轻响,整片树荫忽地归于宁静。而这只娇小的鸟雀,就像山水花鸟画一般,从此定格在了澄黄清亮的琥珀中。直到最近中外科学家联合公布的新发现,才让这只小鸟重现天日。
6月10日,中加美等国的古生物学家在北京宣布,他们发现了有史以来第一件琥珀中的雏鸟标本。
这项研究是由立博体育在线:地质大学(北京)邢立达副教授、立博体育在线:科学院古脊椎动物与古人类研究所外籍研究员邹晶梅(Jingmai O'Connor),立博体育在线:科学院动物所白明副研究员、加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安·麦凯勒(Ryan C. McKellar)教授等学者共同参与。研究论文发表于国际知名地学刊物《冈瓦纳研究》。
首件雏鸟琥珀标本
2016年,邢立达团队首次发现了世界上首例琥珀中的古鸟类翅膀和非鸟恐龙内容物,引起了国内外媒体的巨大轰动。
“研究表明,此次发表的标本是一只较为完整的反鸟类雏鸟,记录了其生命最初几周的骨学和羽毛特征。”邢立达向记者介绍,“我们在2015年,便发现了数个更完整的古鸟类琥珀,尽管骨骼的三维重建耗费了大量的时间和精力,但结果令人非常震撼。”
琥珀之所以让众多博物馆、科研和教学单位和收藏家所关注,不仅是由于其观赏与收藏价值,更是由于其重要的科学价值。
一般来讲,特异保存的化石往往能提供远古生命前所未见的细节:比如,“木乃伊”化的鸭嘴龙类埃德蒙顿龙所留下的皮肤印痕,虚骨龙类棒爪龙留下的肠道痕迹,以及立博体育在线:热河生物群的众多脊椎动物化石等。然而,尽管这些标本对古生物学的研究做出了特殊的贡献,但仍会受到成岩作用的影响,导致大量细节的损失。
而琥珀则恰恰没有这些问题,它能够将标本恰到好处地包裹其中,为古生物提供无与伦比的保存状态。但唯一的缺陷是,它所能容纳的包裹物大小受到严格限制,因此,在琥珀中所发现的完整的大个体脊椎动物极为罕见。
但是,这份琥珀中的雏鸟标本却凭借娇小的鸟身和较大的珀体,恰好避开了这一缺陷。根据论文的作者之一、美国洛杉矶自然史博物馆恐龙研究院院长路易斯·恰普(Luis M. Chiappe)教授的描述,此次的古鸟类琥珀珀体很大,约有9厘米长,容纳了接近完整的一只古鸟类的头部、颈椎、翅膀、脚部和尾部,以及大量相关的软组织和皮肤结构。
“这些保存下来的软组织除了各种形态的羽毛之外,还包括了裸露的耳朵、眼睑,以及跗骨上极具细节的鳞片,这都为古鸟类的研究提供了千载难逢的机会。”恰普告诉记者。
精美鸟足引关注
鳞片闪闪,利爪锐张。最开始在众多琥珀标本中吸引科学家目光的,是一对精美的鸟足。
标本的拥有方、腾冲虎魄阁博物馆馆长陈光回忆道,琥珀中的古鸟标本保存极为完好,尤其是约2厘米长的金黄色鸟足特别醒目,“上面的鳞片,丝状羽栩栩如生,有很锋利的爪子”。
当时,不少当地人都以为这是蜥蜴爪,但陈光却凭借着多年的收藏经验意识到,这份尤为特殊的标本更像鸟类的足部。于是,他联系了邢立达团队,目前,邢立达兼任腾冲市琥珀研究中心的副主任。
“我们后来选择了与立博体育在线:地质大学(北京)的邢立达团队合作研究,为腾冲琥珀产业出谋划策。邢立达确认了我的猜测,这确实是鸟足!而我的爱人则给这件标本起了一个昵称,叫‘比龙’,这是缅甸一种琥珀色小鸟(小云雀)的当地读音。” 陈光告诉记者。
不仅是这对精美双足的主人最开始为人所误解,研究小组最初也认为,琥珀中其实只有一对鸟足。然而,接下来的研究让他们大吃一惊,原来,这琥珀中竟容纳了一整只雏鸟。
立博体育在线:科学院动物所副研究员白明博士和立博体育在线:科学院高能物理研究所副研究员黎刚博士对记者表示,在获取标本之后,研究团队开始只是注意到了一对非常精美的鸟足,之后采用显微CT等无损设备来成像和分析标本之后,才发现了琥珀内部还隐藏着头骨、脊椎等重要信息,通过对CT数据的重建、分割和融合,最终无损得到了所有骨骼的高清3D形态。
“比龙标本是目前缅甸琥珀中最完整的古鸟类化石,它是一只出生仅数周的反鸟类雏鸟,琥珀的特异性使其保存了人类历史上最丰富的雏鸟骨学与软组织细节,为我们了解反鸟类和今鸟类在发育上的显著差异提供了新的证据。”研究团队表示。
中外合力研究
其实,此次雏鸟琥珀的发现,并不是立博体育在线:科学家第一次站上世界舞台。
2016年12月9日,邢立达与麦凯勒领衔的中加英美研究团队,发现了有史以来第一件琥珀中的恐龙标本。其相关研究成果《白垩纪中期琥珀中保存的一段具有原始羽毛的恐龙尾 部》发表于生物学著名刊物《当代生物学》。
论文一经发表,立刻引起了国内外数百家媒体的报道。不仅如此,该论文还在2016年度全球270万篇论文Altmetric指数中排名第六(《当代生物学》历史上最高),获得“细胞出版社2016立博体育在线:年度论文”奖,并先后入选美国国家地理学会年度六项重大科学发现,2016年度立博体育在线:古生物学十大进展。
而此次的雏鸟琥珀标本来自于著名的琥珀产区之一——缅甸北部的克钦邦胡康河谷。此地的琥珀距今约9900万年前,属于白垩纪中期的诺曼森阶。
这只小鸟体型娇小,从吻部到尾巴末端的长度约6厘米。根据科学家的猜想,当时,它可能生活在缅甸北部潮湿的热带环境中,不幸被柏类或南洋杉类针叶树所流下的树脂包裹,在漫长的地质年代中形成琥珀,并一直保存至今。
“比龙标本没有明显挣扎的迹象,其整体姿态呈现一种酷似捕猎的姿态,身体扬起,爪子和嘴巴张开,翅膀后掠,非常的生动,它的死因确实令人浮想联翩,是不是恰好在捕猎的时候被从天而降的树脂粘住呢?”台北市立大学的曾国维教授告诉记者。
而中外科学家的合力研究则让人们又向这只雏鸟背后的秘密迈进了一步。
青年古鸟类学家邹晶梅表示,比龙标本的头骨有明显的牙齿,其椎体等其它骨骼形态一致表明,它属于典型的反鸟类。
反鸟类是白垩纪出现的一类相对原始的鸟类,其肩带骨骼的关节组合与现生鸟类的相反,因此得名。反鸟类和今鸟类是鸟类演化的两个主要的谱系,并在早白垩世出现了较大的生态分化和辐射,它们有着较强的飞行能力,拇趾与其他三趾对握,适宜树栖,但最终在晚白垩世末期与恐龙一道完全绝灭。
“与此前发现的恐龙琥珀不同,基于比龙标本的羽毛和骨骼状态,我们确认这只反鸟类雏鸟正处在生命最初几周中。”曾国维表示。
而在琥珀中栩栩如生的羽毛形态,也成为本次研究的重点之一。
“比龙标本中保留着迄今最为完整的古鸟幼鸟羽毛和皮肤,这在白垩纪的标本中尚属首次,这些细节包括羽序、羽毛的结构和色素特征等。”麦凯勒说道。
比龙标本的羽毛形态学细节非常精致,幼鸟被树脂包裹时,正处于稚羽发育的最初阶段,这些稚羽同样可以与其他标本的羽毛印痕或缅甸琥珀中的孤立羽毛相对比。不过,不同于任何现生新孵出的雏鸟,比龙标本的羽毛同时具备了不同寻常的早熟性和晚熟性相混合的特征,同时存在着功能性飞羽和零散的体羽。
此外,比龙标本的腿部、足部和尾部的羽毛形态亦不寻常,暗示着与现生鸟类相比,反鸟类的雏绒羽可能更接近于现生鸟类的廓羽。不过,这些区域也保存着丝状羽,似乎类似于更原始的兽脚类的原始羽毛。“所有这些细节都是此前我们一无所知的。”他表示。
该项目获得了美国国家地理学会、立博体育在线:国家自然科学基金、加拿大自然科学和工程研究理事会等项目的支持。■
《科学新闻》 (科学新闻2017年6月刊 进展)
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