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邢立达等人发现史上最小恐龙

发布日期:2020-03-12 16:31浏览次数:

3 月 12 日,世界顶级期刊《自然》杂志以封面文章的形式,发表了中国地质大学(北京)邢立达副教授等人的一项重大发现,研究团队在缅甸白垩纪琥珀中发现了一只有史以来已知的最小恐龙化石。

 

在一块发现于缅甸北部约有 9900 万年历史的琥珀中,研究人员描述了一块微小的像鸟头一样的颅骨,保存完整,喙后长度仅 7.1 毫米,表明该恐龙与现存最小的鸟类蜂鸟大小相当。

 

这一发现代表了化石记录中先前缺失的一个标本,对理解恐龙与古鸟类的演化,尤其是小型化动物的形态演化具有重要意义,并且证明了鸟类体型在进化过程早期便出现了极度小型化。

 

今日 Nature 封面

 

众所周知,世界上最小的现生鸟类是蜂鸟,而最小的蜂鸟是吸蜜蜂鸟(Mellisuga helenae),重约 1.95 克,长 5.5 厘米。从这次发现的头骨尺寸来看,该恐龙体格比蜂鸟还要短一些,是迄今发现过的最小的古鸟类,同时也是史上最小的恐龙。

 

“这一发现向我们表明,我们对恐龙时代小型脊椎动物的外貌只有很小的了解。” 参与本项研究的美国洛杉矶自然史博物馆拉尔斯・施米茨(Lars Schmitz)博士说道。

 

小型动物由于比较脆弱,一般不会保存在其它沉积物中,此次的发现为理解小型动物软组织和骨骼结构提供了前所未有的线索。

 

在今天 Nature 杂志同期发表的新闻与观点文章中,英国牛津大学的 Roger Benson 写道,“在过去的十年里,我们获得了大量关于恐龙和鸟类过渡的资料,极大地促进了我们对这一重大进化事件的理解。而近年来科学家们又在缅甸琥珀中找到了惊人的发现,包括在其他已经灭绝的鸟类身上前所未见的羽毛和骨骼结构。这一新发现表明(在琥珀中)继续做出发现的潜力还很大 —— 尤其是对小型动物的发现。”

 

史上最小恐龙

 

鸟类是恐龙的后裔,是生物多样性最丰富的脊椎动物之一,大约有 10500 个种。在近 1.5 亿年的漫长演化历史中,共历经了白垩纪和新生代两次辐射演化,其中白垩纪是鸟类演化的重要阶段,是鸟类从恐龙演化而来的关键阶段之一。

 

但是,在我们的印象中,恐龙个头很大,而从恐龙进化而来的鸟类体格很小。这种巨大的差异十分复杂,毕竟身体的大小影响着寿命、食物需求、感官认知和许多其他生物学的基本方面。Benson 也提到,我们对琥珀中保存的小型脊椎动物,它们的生态系统以及它们之间的进化关系的研究还处于初级阶段。

 

就比如之前我们已知的最小的恐龙,也重达数百克,而现存最小的鸟类 —— 蜂鸟仅重 2 克。这种差异究竟是如何产生的?又为何会如此进化?

 

今天 Nature 发表的这项重磅发现,则正为这些谜题提供了重要线索。

 

此次发现的琥珀化石产自缅甸北部克钦邦胡冈谷地,胡冈谷地的鸟类琥珀包裹体较为丰富,因此这里也被认为是人类能一窥 “真实” 白垩纪世界的最佳窗口。

 

此次研究的标本是一个包裹在琥珀中的完整动物头骨,中国科学院高能物理所黎刚团队通过硬 X 射线相衬 CT 扫描方案,无损地获得了隐藏在琥珀内部的头骨的高分辨率高对比度的 3D 结构。

 

眼齿鸟头部 CT 重建图(来源:邢立达团队

 

研究人员表示,琥珀中的头骨长仅约 14 毫米,有着尖锐的喙部,密集的牙齿和巨大的眼眶,而且这个动物的骨骼特征有些 “四不像”,有的特征像恐龙,有的像非常高级的鸟类。学者们也没有找到特定的头骨特征来将眼齿鸟确切归入鸟类、非鸟恐龙,或其他主龙类。

 

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所外籍研究员邹晶梅表示,这是我有幸研究过的、最奇怪的化石。然而,在脊椎动物中,只有鸟类同时拥有尖锐的喙部和巨大的眼眶,因此研究人员将该动物归属到鸟类(广义恐龙包括鸟类)。

 

鉴于该标本形态特征与其他所有鸟类都不同,学者们建立了新属新种,并将其命名为宽娅眼齿鸟(Oculudentavis khaungraae),是一种像鸟一样的恐龙新物种。

 

宽娅眼齿鸟的奥秘

 

距今约一亿年前,眼齿鸟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等针叶树流下的树脂包裹,在漫长的地质年代中形成琥珀,并保存至今。

 

数千万年过去,这只小鸟的时运不济却成就古生物学家们的好运气。

 

眼齿鸟最有趣的地方在于它的小型化。小型化通常伴随着牙齿脱落和眼部增大等特征。然而,尽管该标本尺寸很小,但它的牙齿比其他所有的古鸟类都多,全部牙齿加起来约有 100 颗!这也是学者将其命名为眼齿鸟的原因。

 

大量的牙齿告诉我们,尽管体型超小,但它是一种肉食性动物。

 

眼齿鸟生境复原图(绘图:韩志信)

 

眼齿鸟的另一个特别之处是其眼部,其直径约 4 毫米。鸟类中的巩膜小骨呈方形而且非常简单,但眼齿鸟的巩膜小骨呈匙形,这种形态只在一些现生蜥蜴中发现过,这是令研究者非常困惑的地方之一。此外,眼骨的开孔(眼圈的内径)表明,眼齿鸟的活动模式为白天型。

 

 

眼齿鸟与其他鸟类的系统发育关系也很特别。仅从头骨来分析,这种新发现的微小鸟类——眼齿鸟非常原始,介于德国晚侏罗世的最原始的始祖鸟(Archaeopteryx)和中国早白垩世的有长尾的热河鸟(Jeholornis)之间。这可能表明,和这两个类群一样,眼齿鸟也有一条类似于非鸟类恐龙的长尾巴。

 

不过研究人员也表示,由于眼齿鸟标本只有头部,其分类还存在一定的不确定性。学者们将继续在缅珀中搜索,希望在未来可以找到更完整的个体,揭开眼齿鸟的全部秘密。

 

 

 

该研究由中国地质大学(北京)邢立达副教授、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所外籍研究员邹晶梅(Jingmai K. O’Connor)、美国洛杉矶自然史博物馆拉尔斯・施米茨(Lars Schmitz)博士、中国科学院高能物理所黎刚研究员,以及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、加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安・麦凯勒教授(Ryan C. McKellar)、中国科学院北京综合研究中心易栖如博士等学者共同完成。

 

研究论文题目为《缅甸白垩纪蜂鸟大的恐龙》,于 2020 年 3 月 12 日凌晨(北京时间)发表于世界顶级期刊《自然》杂志。