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登上 Nature 封面!“恐龙猎人”发现史上最小恐龙,刷新人类对鸟类进化的认知 行业新闻

威尔德编辑 3月前 95997

这是我研究过的最奇怪的化石。

当地时间 2020 年 3 月 11 日,《自然》杂志(Nature)发表了一篇名为 Hummingbird-sized dinosaur from the Cretaceous period of Myanmar(缅甸白垩纪蜂鸟大小的恐龙)的研究论文。3 月 12 日,这篇论文登上了当期《自然》杂志封面。Nature News 和 Science News 也报道了该研究。

研究团队表示,在缅甸白垩纪琥珀中发现了一只有史以来最小的恐龙,这一成果无疑对理解恐龙与古鸟类的演化(特别是小型化动物的形态演化)有着重要意义。

雷锋网了解到,这项研究由青年古生物学者、中国地质大学(北京)邢立达副教授领衔,中美加三国学者强强联合——成员还包括中科院古脊椎动物与古人类研究所外籍研究员邹晶梅、美国洛杉矶自然史博物馆 Lars Schmitz 博士、中科院高能物理所研究员黎刚、洛杉矶自然史博物馆恐龙研究院院长 Luis M. Chiappe 教授、加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆 Ryan C. McKellar、中科院北京综合研究中心易栖如博士。

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史上最小的恐龙

在地质学中,「地质时代」是一个基本的概念,共有宙、代、纪、世、期、时 6 个单位。其中,显生宙是一段“看得见生物的年代”,可细分为三个地质时代,其中之一便是中生代(the Mesozoic era)。按时间顺序,中生代又分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪这 3 个可能大部分人都听说过的时期。

此次,研究团队发现的琥珀被认为是中生代(大约 2.5 亿到 6500 万年前)白垩纪已知最小的恐龙化石,该化石在缅甸发现,只有 31.5 吋宽,含有完整的鸟(广义的恐龙包括鸟类)的头骨。

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实际上,雷锋网从邢立达博士的微信公众号“恐龙猎人邢立达”了解到,此研究面临的首个挑战便是无损地获得被琥珀、皮毛和杂质层层包围的头骨的完整的高分辨率的 3D 信息:

黎刚团队使用上海光源(SSRF)的硬 X 射线成像线站和他们在北京同步辐射装置(BSRF)研制的高调制传递函数(MTF)高效率硬 X 射线探测器,针对该标本的特点,制定了最优化的硬 X 射线相衬 CT 扫描方案。用单色化的高能量X射线和高效率的探测器,避免辐射损伤,实现无损成像;用相干 X 射线的相位衬度和探测器的高 MTF,实现高灵敏度成像;用高分辨率探测器、偏轴 CT 扫描和虚拟拼接等技术手段实现大视场且高分辨率的 3D 成像。再经过相位恢复、断层重建、数据融合和特定结构的虚拟分割,最终无损的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。

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【头骨计算机断层摄影扫描】

基于上述技术,研究团队发现的主要特征及相应推测如下:

  • 头骨本身只有 14.25 毫米长,研究人员估计这种动物重约 2 克,其大小与当前存活的世界上最小的鸟吸蜜蜂鸟(Mellisuga helenae)是世界上最小的鸟之一)相仿;

  • 眼睛从头骨的两侧突出,眼眶巨大,同时瞳孔较小,表明这种鸟类可活跃于光照充足的白天;

  • 喙部尖锐,牙齿密集(雷锋网注:现代鸟类没有牙齿),上颌每侧有 18–23 颗牙齿,齿骨每侧有 29–30 颗牙齿,全部牙齿加起来约有 100 颗,这说明这种动物是食肉动物,主要捕食昆虫和其他小型无脊椎动物。

研究团队表示,这种动物的骨骼特征有些部分类似恐龙,有些部分像高级鸟类,无法将其归入确切的类别。

因此,学者为其建立了新属新种,名为「宽娅眼齿鸟」(Oculudentavis khaungraae),其中“宽娅”是种名,用以致敬最初发现并征集此标本的缅甸琥珀收藏家宽娅女士;而由于其眼眶巨大、牙齿密集,故属名为“眼齿”。

刷新对鸟类进化的认知

据 Nature News 报道称,这块琥珀于缅甸北部克钦邦被发现,由大约 9900 万年前菊科植物的树脂形成。此前研究人员在缅甸琥珀中发现了各种各样的无脊椎动物和小型脊椎动物,包括蜥蜴和鸟类。保存在这种材料中的标本正迅速成为研究恐龙时代微小脊椎动物的一种特殊方法。

正如上文所述,当前很难明确宽娅眼齿鸟与其他恐龙和鸟类之间的进化关系,研究团队经分析提出了两种可能性:

  • 属于白垩纪(大约 1.45亿 到 6600 万年前)最常见的反鸟类(enantiornithines);

  • 或者,与恐龙有更密切的关系,几乎位于白垩纪鸟类和始祖鸟(侏罗纪时期的标志性有翼恐龙)之间的进化树的中间。

另外,就这种大小的化石来说,它保存得格外完好,其大小意味着鸟类的小型化比科学家先前所认为的要早得多——鸟类起源于侏罗纪晚期(大约 2.01 亿到 1.45 亿年前),不久它们就已经开始出现小型化的趋势,并达到了它们的最小体型(如下图)。

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美国约翰斯·霍普金斯大学进化生物学家 Amy Balanoff 也表示:

这是一个真正令人惊奇的标本。化石记录偏向于大型生物,它们更容易保存在沉积岩中。如果研究团队的解释成立,这便是现代鸟类的生态和形态多样性可追溯到很久以前的证据。但无论如何,这块化石意义重大。

可见,即使是一块小小的化石,也能极大地促进我们对地球生命历史的理解。

同时,论文作者之一邹晶梅也表示会对该化石做进一步的研究,例如在保存下来的软组织中寻找生物分子,不过这项工作需要以不损害标本的技术为基础。

“恐龙猎人”邢立达

此外,中国地质大学(北京)官方称,2016 年中国地质大学(北京)的排名在当年的《泰晤士高等教育》(Times Higher Education,THE)中国高校排名榜单中提升迅猛,其中一个重要原因便是上述论文作者邢立达博士毕业并留校,显著提高了该校学术研究成果。

雷锋网(公众号:雷锋网)注意到,邢立达博士高中时期便创建了中国大陆第一个恐龙网站“恐龙网”,随后分别在加拿大艾伯塔大学和中国地质大学(北京)取得古生物学硕士、博士学位。

2017 年 6 月 22 日,《科学》杂志(Science)“人物”(Features)栏目以三个整版的篇幅报道了邢立达团队的研究工作,报道名为 The footprints of giants(巨龙的足迹)。

2018 年 7 月 18 日,邢立达博士团队的论文也曾发表于 Science Advances 杂志,其团队发现了一个 9900 万年前被琥珀封存的蛇,这也是世界首个蛇类琥珀。

实际上,邢立达博士的研究成果此前还登上过《科学》杂志(Science)封面——2019 年 5 月 24 日,《科学》杂志报道了邢立达博士团队对缅甸琥珀的研究,讲述了中国科学家抢救琥珀的故事。

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雷锋网了解到,邢立达博士团队已经发现了第一枚古鸟琥珀、第一枚恐龙琥珀、第一枚雏鸟琥珀、第一枚亚成鸟琥珀、第一枚介形琥珀、第一枚蛙琥珀和第一枚古蛇琥珀。

不仅如此,邢立达博士还有科普作家、科学科普博主的身份,旨在让更多人了解地球史上的神奇生命。

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【图源新浪微博】

邢立达博士也曾表示:

不是说化石有多么重要,能写出多么好的论文,但就是想把它保护下来,如果不保护,说不定就再也找不到了。

参考资料:

https://www.nature.com/nature/volumes/579/issues/7798

https://www.nature.com/articles/d41586-020-00668-3

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2068-4

https://www.nature.com/articles/d41586-020-00576-6

https://science.sciencemag.org/content/364/6442/722

https://mp.weixin.qq.com/s/aQRdJBllZ9b2_Zj_f9iahQ

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这家伙太懒了,什么也没留下。
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