作者:邢立达等 来源:《当代生物学》 发布时间:2016/12/9 9:27:01
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首次在琥珀中发现恐龙标本

 

根据琥珀复原的手盗龙类恐龙-绘图-张宗达

微CT展示尾部的骨骼与羽干细节

伊娃标本

羽支分支结构的特写

 

继今年6月底,中外科学家首次公布琥珀中的古鸟类标本后,这个团队于12月9日爆出一个更加惊人的消息:他们在琥珀中发现了有史以来第一件恐龙标本(尾部)!

琥珀堪称大自然的博物馆。与沉积岩化石相比,琥珀中的动物能够保留许多与生前几乎无异的细节。得益于此,人类终于有机会一睹恐龙的真容。

这项研究由中国地质大学(北京)的邢立达博士与加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆的瑞安•麦凯勒教授领衔研究。论文发表于《细胞》出版集团旗下的《当代生物学》杂志。

一棵黑乎乎的“扫帚菜”

2015年秋天,邢立达在一个琥珀商那里看到了这块琥珀。“他告诉我这里面有棵植物还是什么怪东西,我一看,还真像一棵黑乎乎的扫帚菜。”邢立达回忆道,“我仔细观察了一下上面的结构,发现了带有羽枝和羽轴的羽毛结构,那这肯定是一个动物啦!”

就这样,邢立达请单位购入了这块琥珀,不过那时候他还拿不准,这个标本究竟来自鸟类,还是非鸟恐龙呢?

科学家团队获得这块标本后,就开始采取多种无损成像和分析手段来研究它。中科院动物所的显微CT、北京同步辐射装置(BSRF)的硬X射线相衬CT、X射线荧光成像和X射线近边吸收谱、上海同步辐射装置的硬X射线相衬CT等都派上了用场。他们通过对CT数据的重建、分割和融合,无损得到了隐藏在羽毛内部的尾部脊椎的高清3D形态。

论文作者之一,中科院古脊椎所研究员徐星仔细研究了标本的骨骼形态,发现它的尾椎腹侧有明显的沟槽结构,与典型的非鸟虚骨龙类恐龙类似,而区别于典型的古鸟类;再从羽毛演化角度来看,则可归属于基干手盗龙类,介于似鸟龙类与尾羽龙类之间。

就这样,“扫帚菜”的身份被确定了下来,它是一段来自非鸟恐龙的尾巴。它的背面有着栗棕色的羽毛,而腹面则是苍白或几乎白色的羽毛,与很多现生动物一样,呈现出上深下浅的保护色。尾巴标本很小,即便完全展开也只有6厘米,由此推测那只小恐龙全长也只有18.5厘米。科学家给它取名叫“伊娃”。

“我研究恐龙数十年,并不曾想过,有朝一日能看到如此‘新鲜’的恐龙”,论文作者之一,加拿大皇家科学院院士,阿尔伯塔大学教授菲利普•柯里说。

它揭示了很多秘密,又留下了许多问题

伊娃标本上保存了非常精致的羽毛形态学细节,包括尾部羽毛与羽囊的排列方式,甚至微米级的羽衣特征。更重要的是,这些羽毛都具有纤细的羽干,长有交替的羽枝和连续且均匀的羽小枝。“这些特征为羽毛发育的模型猜想提供了依据,证实羽枝融合形成羽轴时,就已经具有羽小枝了。”麦凯勒教授说。

研究团队还通过BSRF的同步辐射X射线荧光成像,获得了化石断面的微量元素分布图,其中钛、锗、锰、铁等元素的分布与化石的形态吻合度很高,蕴含着丰富的埋藏学信息。

中科院高能所副研究员黎刚解释:“伊娃标本的断面出现了高度富集的铁元素,近边吸收谱分析表明,其中80%以上的铁样本为二价铁,这些是血红蛋白和铁蛋白的痕迹。”

不过,伊娃也留下了很多有待科学家探讨的问题。台北市立大学运动能力分析实验室教授曾国维告诉记者,基于目前骨骼形态,还无法判断伊娃标本是幼年个体还是成年个体。此外,它没有挣扎的迹象,也没有明显的皂化外观,很可能在被树脂包裹时已经死去;但标本又没有明显的腐败特征,说明它可能刚刚死亡,是一具相对新鲜的遗骸。至于伊娃标本的死因,目前还没法断定,自然死亡或被掠食者捕杀都不能排除,还需要进一步的详细研究。

在后续研究中,科学家还对琥珀进行了纳米CT扫描,目前数据正在重建阶段。

“我们尽量采用无损方式去检测它。”中科院动物研究所副研究员白明说,“因为这样的琥珀可遇不可求,目前全世界也就只有这么一块。”

白明坦言,相比无脊椎动物,琥珀中的脊椎动物更难研究。每一块包含脊椎动物的琥珀,在重建中都面临着种种难题。他们为伊娃重建了很多3D图片,但是没能得到可靠性非常高的单个锥体三维形态图,因为所有锥体的很多细节都未保存下来或者呈现为碎块状。好在伊娃整体呈现出一种“皮包骨头”的状态,科学家们还是能够获得骨骼的整体形态信息。

琥珀还埋藏多少惊喜?

无论是之前发现的古鸟类翅膀,还是这次的恐龙尾巴,这些标本都出自著名的琥珀产区——缅甸北部克钦邦胡康河谷。

邢立达告诉《中国科学报》记者,那里曾经是一片热带丛林,树木粗壮,分泌的树脂特别丰富,粘住了很多小动物。最重要的是,这里的琥珀形成于约9900万年前,保留了白垩纪中期生物的珍贵记录。这是大多数琥珀产区不具备的优势。而比缅甸琥珀产区年代更为久远的西班牙、黎巴嫩等产区,则要么产量很低,要么珀质不好。

种种原因,让学者们的眼光聚焦在缅甸胡康河谷这块“宝地”。但白明告诉记者,受战乱影响,再加上当地开掘技术相对落后,这一产区的琥珀产量近年来严重下滑。

除了天然的稀缺性,商业行为也在大量消耗那些极具科学价值的琥珀。由于市场更加偏爱质地纯净的琥珀,包含内容物的部分往往被切割下来,成为边角料。有些地区会把这些边角料作为取暖做饭的燃料;或者磨成粉末,添加进线香等产品;甚至切割成更小的颗粒,填充在枕头里,据说有保健作用。

邢立达表示,“伊娃”恐龙化石原本应该更加完整,有可能是在挖掘、保存和交易的过程中断裂,只剩下一截尾巴。

如何保护琥珀,保护这些陈列着灭绝物种的“博物馆”,是一个需要全人类共同面对的问题。(来源:科学网 李晨阳)

 
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2016/12/16 9:23:56 munkchip
呵呵 有可能 那也正常
2016/12/14 19:47:02 ypxin
也许过不了多久,这些论调就成为谎言,论述中忽略了动物在什么情况下,埋入地下,化石在什么地理地貌中形成?
2016/12/14 19:47:02 ypxin
也许过不了多久,这些论调就成为谎言,论述中忽略了动物在什么情况下,埋入地下,化石在什么地理地貌中形成?
 
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