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蜂鸟般大小史前一亿年的琥珀中的古鸟登上杂

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来源: 作者: 2018-11-09 18:17:30

蜂鸟般大小!史前一亿年的琥珀中的古鸟登上杂志封面

摘要:2018年2月,中加美等国的古生物学家在北京宣布,他们在一枚距今约一亿年的白垩纪琥珀中发现了一只如蜂鸟般大小的、几乎完整的小鸟,该研究成果作为ScienceBulletin第4期封面文章发表。

来源:巍巍昆虫记公众号

2018年2月,中加美等国的古生物学家在北京宣布,他们在一枚距今约一亿年的白垩纪琥珀中发现了一只如蜂鸟般大小的、几乎完整的小鸟,该研究成果作为Science Bulletin第4期封面文章发表。

该研究由中国地质大学(北京)邢立达副教授、中国科学院高能物理研究所黎刚副研究员、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所美籍研究员邹晶梅(Jingmai O’Connor)、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)教授和加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安·麦凯勒(Ryan C· McKellar)教授、中国台北市立大学的曾国维教授等学者共同研究。

此次新发现的标本来自著名的琥珀产区,缅甸北部克钦邦胡冈谷地。据火山灰测定,此地的琥珀距今约一亿年前,属于白垩纪晚期的最早期。该时期生活在缅甸北部潮湿的热带环境中的动植物,常常被柏类或南洋杉类所流下的树脂包裹,在漫长的地质年代中形成琥珀,并一直保存至今。

2017年6月,邢立达团队曾经发布了琥珀中雏鸟,引起国内外媒体的关注。这次的新发现与上次有何不同?

邢立达表示,此次发现的琥珀相当大,珀体长约7厘米,其中保存的古鸟更加完整,暴露的头颈部区域保存着更长更密的羽毛,代表着这具标本比刚孵化的小鸟或幼鸟更为年长,也就是说,这只小鸟已经出生较长一段时间,过着独自的生活,是目前琥珀中发育程度最高的古鸟。

煎饼鸟标本自然光照片与荧光照片(供图:邢立达)

曾国维教授说:“很有意思的是,由于矿工的疏忽或自然风化,这个标本沿着冠状面剥蚀,这虽然损失了部分皮肉,但也因此暴露出了身体内多区域的解剖学细节,为学者们的研究提供了独特的视角。这个薄薄的标本也因此被昵称为煎饼鸟。”

煎饼鸟标本与微CT图像对比(供图:邢立达)

煎饼鸟在形态学上归为哪一类呢?

青年古鸟类学家邹晶梅表示,相比蜥蜴类,目前缅甸琥珀中的鸟类包裹物仍然极为少见。煎饼鸟虽然缺失了部分左翅与腿部,但它依然是迄今为止缅甸琥珀中发现的最完整的古鸟标本。通过X射线三维扫描,重建古鸟的骨骼构造,我们可以清晰地观察到煎饼鸟的头盖骨基部,脊柱(约5个颈椎和8个背椎),左前肢(包括了肱骨,桡骨和尺骨),骨盆区域和股骨。所有这些骨骼都互相关节,这要比此前发现的雏鸟遗骸与孤立的鸟翅膀提供更多的解剖学信息,便于我们对古鸟做出鉴定。例如煎饼鸟标本的耻骨呈U形,中部强烈凹形,耻骨末端的耻骨脚较短,这些都属于反鸟类的特征。

荧光下的煎饼鸟头骨碎片(供图:邢立达)

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相比,凸凹情况正好相反,因此得名。反鸟类是鸟类演化的重要分支,从白垩纪早期便出现了较大的生态分化和辐射,它们都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。

目前,缅甸琥珀发现的古鸟类都是反鸟类,“煎饼鸟的长度约5厘米,这与当今世界上最小的鸟类——吸蜜蜂鸟一样大,吸蜜蜂鸟产于古巴,长约5厘米,重约1.8克。”路易斯·恰普教授介绍说,煎饼鸟虽然依然是未成年个体,但已经不是刚出生不久的雏鸟,已经具备了较好的独立生活的能力。这些推论来自标本中暴露出来的具有窄而深的羽轴和羽支的初级飞羽,羽片已经闭合,这说明它存在可以飞翔的硬质羽毛。其羽支相对羽轴的发散角更接近进步的飞翔鸟类,而不是反鸟类中的基干类群。

根据吸蜜蜂鸟复原的煎饼鸟(制图:毛宇昂)

小鸟被树脂包裹的时候还活着吗?

这是一个非常令人好奇的问题。古生物学家发现,没有任何内脏器官存在于煎饼鸟标本的腹腔,体腔内有许多破裂的乳白色遮蔽物,都表明小鸟在遇到流动的树脂之前,就已经死亡,其身体的腹部及其周遭的一些软组织随后被风化了。瑞安·麦凯勒教授说:“琥珀中小鸟尸体周围的甲虫、虫粪和植物碎片,都暗示着这块琥珀形成于森林地面或接近地面的地方。其中一些昆虫甚至可能扮演过清道夫的角色,但这需要更多的证据。”

煎饼鸟标本死亡姿势图(绘图:张宗达)

研究团队还利用北京同步辐射中心的X射线荧光成像方法获得了煎饼鸟化石出露断面的微量元素分布图,主持实验的黎刚副研究员表示,他们发现试验区的铁、钙、钛、锌、砷、锰等元素的分布与化石的形态高度吻合。富含钙和钛元素的区域为骨骼所在,而在覆盖着琥珀大部分区域的软组织区域,铁和锰等元素的浓度最高。这些信息对我们了解琥珀包裹物的琥珀化有重要的帮助。

煎饼鸟标本的发现,表明了缅甸琥珀中反鸟类类群在白垩纪中期依然存在较大的生态分化和辐射,这对我们理解古鸟类的演化有着重要的作用。

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