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生于白垩纪:二连巨盗龙化石发现始末(图)

日期:2021-03-08 10:26 作者:EA视讯

  一只生活在8500万年前的年轻恐龙,“飞”上了6月14日出版的最新一期《自然》。这本世界顶尖的科学杂志,每年只发表少数几篇关于古生物研究的论文。人们真正感兴趣的是,这是一种新发现的恐龙,它具有许多与鸟类相似的特征:长着像鸟一样的喙,前肢长长的似翅膀,有尖锐的爪尖……化石发现于内蒙古的二连盆地,由此被命名为二连巨盗龙。

  之前一周,二连巨盗龙的“倩影”出现在《自然》杂志网站首页头条的位置,引起了世界上几乎所有通讯社的关注,有记者问:这项发现意味着什么?中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、论文第一作者徐星反问道:“如果你发现一只老鼠长得像猪那么大,你是什么感觉?”

  二连盆地恐龙化石非常丰富,很容易在地表上发现暴露出来的化石。过去的几年中,地质学家谭琳领导的野外考察队在这个盆地的戈壁地区,发现了三个恐龙新种类,其中包括被命名为苏尼特龙的一种新的蜥脚类恐龙(一类体型巨大的植食性恐龙)化石。摄制组想拍摄科学家们是如何发现苏尼特龙的。在拍摄过程中,徐星与谭琳选择了此前考察队员发现的一块裸露在干涸的河床边上的大腿骨化石,以展示苏尼特龙是如何被发现的。选择这块化石的原因是由于它巨大的尺寸与苏尼特龙相符。

  徐星与谭琳用刷子把化石从岩石中一点点扫出来。这个地区的岩石比较松软,容易刷落。当大腿骨的远端渐渐从岩石中被剥离出来的时候,徐星推断,这不是苏尼特龙,而有可能是一种暴龙类恐龙。暴龙类属于兽脚类恐龙,学术界普遍接受的观点是:兽脚类恐龙的一支后来演化成鸟类。

  发掘队在裸露化石周围打了一些探测的钻孔,将周围岩层剥离开,查看下面是否有化石。没有,就缩小范围再打一些钻孔,再剥离岩层。如此反复试探,最后确定化石散布在大约七八平方米的范围内。“看来是个大家伙。”工作人员随即将整个岩层连同化石切割下来,用石膏和麻袋包好,打成包裹带回实验室慢慢剥离。这种包裹有个专业名词——皮套克。因为化石体积庞大,不得不做成几个“皮套克”才能运走。

  5个月后,化石基本被清理出来,徐星再次赶到位于呼和浩特的实验室。看到下颌骨的那一刻,徐星已经知道,这不是暴龙,它有粗壮的齿骨,高高的冠状突,巨大的位于下颌前部的外下颌孔,以及向前弯曲的耻骨指示了它很可能属于窃蛋龙类。

  窃蛋龙类是兽脚类恐龙的一个支系,也是鸟类的近亲。此前在北美、中国辽宁和内蒙古均有发现窃蛋龙类化石。但窃蛋龙体形较小,体重不超过10公斤,有的甚至只有一两公斤。徐星打量眼前这具化石:体长8米,站立高度超过5米,体重大概会超过1400公斤。他掩饰不住喜悦,告诉负责发掘工作的搭档谭琳:这是一种新的恐龙,将来很可能会成为内蒙古恐龙的代表!

  惊喜是短暂的,接下来的工作具体而枯燥。国际古生物研究,已经从过去的定性研究转向了定量研究,徐星和伙伴们使用分支系统学的办法,分析了两套数据矩阵,研究二连巨盗龙在进化树上的位置。第一套矩阵选取了59个与鸟类亲缘关系相对接近的恐龙物种,分析了251个相关特征,以考察二连巨盗龙与这些不同恐龙之间有什么关系,结果发现二连巨盗龙与其他窃蛋龙类聚合在一起。第二套矩阵是有关窃蛋龙类演化关系的,经过细致的计算,发现二连巨盗龙既不属于最原始的窃蛋龙类(已知最原始的种类生活在约1.3亿年前),也不是最进步的窃蛋龙类(约生活在6500万年前),而是介于两者之间。

  徐星打开办公室电脑,展示这两套数据矩阵。整个计算机屏幕充满了“?”、“0”、“1”、“2”、“3”等符号。徐星长达几个月的工作就是用这些符号填满屏幕上59×251个空格,乏味得令人头脑发木。相比之下,徐星更喜欢野外作业,每年总有几个月的时间泡在野外,甚至深入沙漠戈壁的无人区。白天地表温度常常在50摄氏度,晚上帐篷被大风吹得哗哗响,睡眠质量极差。有时一连十几天都找不到一点化石的痕迹。

  恐龙研究从专业研究方向上隶属于古生物学。这是中国为数不多的在世界上具有很大影响的基础科学领域项目之一,曾经有诺贝尔奖获得者评价中国的基础科学最有希望达到世界先进水平的学科是数学和古生物学。

  “说到底,古生物学是一项材料科学,材料决定研究的影响性。中国的古生物化石资源丰富,因而能够成为世界古生物研究的中心之一。近年来,中国科学家在《自然》、《科学》等世界顶尖的学术期刊上发表了一批论文,产生这一领域近年来在世界上最有影响的一批成果,但这并不代表我们的研究水平已经达到世界最好的水平了。”徐星说。

  二连巨盗龙的部分化石,后来送到医院拍了CT片。结果显示,二连巨盗龙的脊椎体内部有海绵状结构,这种构造既能使结构坚固,又能减轻体重。和巨大的身躯相比,二连巨盗龙的腿骨纤细,小腿比大腿长。“小腿的功能与快速奔跑相关,与同样大的动物比,二连巨盗龙应该是奔跑冠军。”

  在一系列研究后,徐星认为这只二连巨盗龙大约在7岁进入成熟期,死于11岁。他从电脑中调出一张二连巨盗龙骨切片照片。图片上的骨细胞有圆形,也有椭圆形。过去,研究脊椎动物的发育生长,主要看骨骼的愈合程度,比如荐椎(骨盆位置)的愈合程度,幼年动物的荐椎是单独的,成年的往往几个荐椎愈合到一起。而现在,骨组织切片破解了动物生长的许多秘密。徐星用手滑过电脑屏幕,指出恐龙骨细胞生长留下的痕迹,那是几条非常清晰的线条,类似树龄。“不过,这可比树龄复杂,有的一年是一条线,有的一年是几条线。我们大致推测出这只恐龙在7岁进入成年,此后生长得较为缓慢。”

  二连巨盗龙庞大的身形是它引人注意的一个重要特点。徐星介绍,身形巨大的动物,有三种不同的生长策略,一是活的时间长,二是生长速度快,三是兼顾前两者。二连巨盗龙应该属于第二种。

  学术界普遍接受的一个观点是:鸟是从恐龙演化来的。同一个家族的恐龙,个体越大的,与鸟的亲缘关系越远,在形态上越不像鸟。然而二连巨盗龙是个例外,它有1400多公斤的庞大身躯,但是却比小型的窃蛋龙类拥有更多的似鸟特征,这是过去的理论无法解释的。

  “这加深了我们对于鸟类特征演化复杂性的认识,有助于我们了解鸟类起源的过程。”徐星认为这才是二连巨盗龙重大的科研价值所在。

  在二连巨盗龙的新闻发布会上,记者们问到二连巨盗龙吃什么,怎么死的,生活习性等多种问题,徐星的回答一律是“不知道”。他承认几十人的团队做了很多工作,搜集了很多证据,但迄今为止,关于二连巨盗龙,能得出的假设结论只有很少的一点:它属窃蛋龙类,长得像鸟,7岁成年,死于11岁,它的形态与其他常见的大型恐龙不同,仅此而已。

  根据初步的研究,科学家用电脑复原的二连巨盗龙披着羽毛,长有尖锐的前爪。但徐星表示,现在并没有直接证据表明二连巨盗龙长着羽毛,不过因为长羽毛是窃蛋龙类恐龙的特征,所以在复原时,科学家用“合理的想象”画上了羽毛。

  登上《自然》后,世人都争相一睹二连巨盗龙化石的真面目,它如今暂时保存在呼和浩特市的实验室里。一年前,当它还不为外人所知时,曾被装在几个箱子里,悄悄地送到北京,存放在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所6楼的办公室里,供科学家研究。

  在徐星的办公室里,随便拉开一个柜子,都能找到有数千万年甚至上亿年历史的恐龙化石,也许是见过了太多的恐龙真迹,徐星对好莱坞大片里的恐龙反而没有多大的兴趣。但二连巨盗龙的出土,说不定会给未来的《侏罗纪公园》增添一个新角色。

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