在缅甸的琥珀中又发现了鸟的翅膀

琥珀中的翅膀
琥珀中的翅膀

继在在缅甸琥珀中发现蚂蚁昆虫及其伪装行为后,科学家又一次在这种天然珍贵的小巧“水晶”中发现了的翅膀,而且是和恐龙一个时代,以往科学家们从化石中只能看到这些古生物的骨骼,其形象都是靠想象绘制出来的,而翅膀还是第一次见到,它竟然巧妙的被树脂所捕获,并保留至今。下面是《中国科学报》的报道。

6月28日,中加英美等国的古生物学家和昆虫学家宣称,他们发现了有史以来第一批琥珀中的鸟标本,这是人类首次有缘一睹恐龙时代古鸟类的真实面目,对古生物学界带来强烈的震动。相关研究成果以“Mummified precocial bird wings in mid-Cretaceous Burmese amber”为题,于2016年6月28日在《自然通讯》上发表(Nature Communications 7, 12089)上。

电影《侏罗纪公园》里,哈蒙德博士利用琥珀中的蚊子,提取出恐龙的血液DNA,由此复制出了真正的恐龙。

然而,即便是天马行空的科幻电影,也不曾奢望在琥珀中发现脊椎动物。这一次,科学家似乎走在了科幻前面。

“不可能吧?”  

2015年夏日深夜,中科院动物研究所副研究员白明收到一条来自同行的微信:“这批琥珀里,发现了1亿年前的鸟或恐龙的翅膀。”

“不可能吧?”这是白明的第一反应。他可不是唯一一个“大惊小怪”的科学家,邢立达说,大家听到这个消息后,都是先问“真的吗?”,再问“是不是假的标本?”

在此之前,人们对白垩纪鸟类的了解仅限于化石记录。而琥珀中的鸟类标本没有经过化石化作用,完好地保存了翅膀上的羽毛和部分软组织,具有与生前几乎无异的细节。

如果说,通过化石了解古鸟类多少有些“隔靴搔痒”的遗憾,那这一次,就是跨越亿年时光的直接相逢。

据邢立达介绍,这批标本来自著名的琥珀产区——缅甸北部的克钦邦胡康河谷。在离河谷不远的密支那镇,聚集着许许多多珠宝商、收藏爱好者和科研工作者,在集市上挑选、购买琥珀。其中最受欢迎的是没有任何杂质和内容物的琥珀,通常被做成珠宝。此外还有一些虫珀,虫珀泛指包含昆虫、植物等内容物的琥珀。很偶然地,人们会在虫珀里发现一些羽毛。

这批琥珀,就是科学家们为了研究古生物羽毛而购入的。发现完整的鸟翅膀,着实是意外之喜。

那么,既然缅甸有的是熙熙攘攘的琥珀交易市场,为什么更早的时候,没人发现它们呢?

这一方面是个巧合,一方面也可能得益于技术的进步。据当地的珠宝商人说,2013年,一批莫谷红宝石的采矿人失业后,涌入了克钦邦胡康河谷。他们带来了更加先进的打井技术,将琥珀矿井开掘到100多米的深度,打开了一个全新的宝库。

高新技术“查户口”  

两颗硬币大小的琥珀,被小心地保存在圆形透明小盒子里。    大一点的那个翅膀标本,展开后约18毫米,被科学家昵称作“天使之翼”;小一点的只有12毫米,叫“罗斯”。

确切地说,被琥珀定格的小动物曾生活在约9900万年前,来自白垩纪中期诺曼森阶。那是一个古鸟类与非鸟恐龙共存的时代。一些恐龙,也已经进化出了羽毛结构。

为了搞清楚这些带着羽毛的小翅膀的骨骼形态和系统地位,白明带着标本,开始四处借助精密的仪器和先进的技术,给它们“查户口”。

通过中科院动物所的荧光反应和显微CT、中科院高能所的同步辐射、上海光源同步辐射等仪器的扫描检测,获得了大量翅膀的相关数据,再经过计算机三维重建,白明的团队最终重建出了两个翅膀的外部皮肤(含羽干)和内部骨骼的三维形态图。

首先排除了造假的可能性。一致的荧光色证实两个标本的各个部分都是原始材料,未经切割和改造。而琥珀中同时存在的已经灭绝的昆虫,则是更为直接的证据。

古脊椎所的邹晶梅研究员和王敏副研究员指出,基于重建的骨骼三维形态图,可以确定两件标本都属于典型的反鸟类。标本极小的尺寸、骨骼的发育情况、各指的比例等,都表明二者是早熟性的幼鸟。

所谓反鸟类,是出现于白垩纪的,一类相对原始且十分特化的鸟类。它们肩带骨骼的关节组合与现生鸟类——今鸟类相反,并且因此而得名。在鸟类演化史上,反鸟类和今鸟类是两个主要的谱系。不过到了白垩纪末期,反鸟类就完全灭绝了。

目前,科学家们暂时把“天使之翼”和“罗斯”归于同一个物种,但它们发育后的成体,可能会有很大的不同。

在为琥珀中的脊椎动物做重建时,科学家们发现了一个无脊椎动物标本中很少见的现象:骨骼先降解。最极端的情况,在一颗琥珀中,一只蜥蜴外皮完整、栩栩若生,一旦通过CT扫描,却发现里面什么都没有。

这种现象的埋藏学机理尚不完全明确,但是已经给3D重建带来了很大挑战。白明说:“这可能是未来琥珀脊椎动物标本研究中的一个重要课题。”

直击最小的“恐龙”  

其实,“天使之翼”和“罗斯”并非琥珀中发现的唯二鸟翅。但是它们代表了两种极端情况。

“天使之翼”在琥珀里留下了爪痕等挣扎的迹象,标本四周有大量腐败物,推测可能是体液造成的。种种特征都表明,当时的小鸟在被树脂部分包裹时还活着;而“罗斯”,应该是来自一具尸体。

为了解释两种截然不同的现象,科学家们做了种种猜测:“天使之翼”可能是在健康状况不佳或突发意外时被树脂覆没了翅膀,无力挣脱而缓慢死亡;“罗斯”则可能遭遇了掠食者攻击,它的翅膀被撕下来、丢弃掉。

“这赋予了标本新的意义:古生物的生态学和行为学研究线索。”邢立达说。

在开启的琥珀宝库里,不光有鸟类翅膀,还有青蛙、蜥蜴等脊椎动物的标本。正在进行和即将开展的这一系列研究,将给公众展示一个较强多样化的,东南亚白垩纪中期脊椎动物群。

同时,他们所做的工作也有着“抢救性”的意味,因为大量的珍贵琥珀标本,因为被视为珠宝加工中的杂质,而遭到非常严重的过度切割和打磨。

“标本虽小,但极为难得,从某种角度上,它们是世界上最小的恐龙。”中国科学院古脊椎所的徐星研究员如此评价,“这是我们首次在如此大规模的细节上去了解反鸟类。”

不过,白明和邢立达也笑着坦言,在检测结果出来前,他们很希望琥珀里是真正意义上的非鸟恐龙。

科学家说,不排除有一天,琥珀这种大自然的馈赠,真的能帮助人类直接一睹恐龙真容。

论文链接:

http://www.nature.com/ncomms/2016/160628/ncomms12089/full/ncomms12089.html

原创文章,如若转载,请注明出处:https://www.scieau.com/articles/2016072167

Copyright © 2016-2021 沙鸥科报 版权所有 - 沪ICP备17044971号-2