封存了9900 万年,这只萌萌哒恐龙,被一位80后潮州仔解除了封印

南都科学
原创2016-12-15 06:32
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(根据琥珀复原的手盗龙类恐龙。)

是它,是它,就是它。

名字,伊娃

生活在9900万年前属于手盗龙类。

它全身长18.5厘米,和现在的老鼠差不多大。

拥有飞羽,手掌能够折叠尾巴展开长约6厘米。

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(伊娃标本)

9900万年前,这只跟现在老鼠差不多大的小恐龙,被树脂粘住了一截尾巴。

穿越近亿年时光后,封存这截尾巴的一块琥珀,落到了几名科学家手中。

这也是有史以来发现的,第一件琥珀中的恐龙标本

这项研究由邢立达与加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆古生物馆馆长瑞安·麦凯勒博士领衔进行,相关论文已发表于《细胞》出版集团旗下的生物学刊物《当代生物学》。

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(邢立达与瑞安.麦凯勒博士。)

为这只小恐龙解除“封印”的邢立达,是个80后的广东人,老家潮州,目前在中国地质大学(北京)做讲师,家人居住在广州与潮州。

作为古生物学者,邢立达其实是半路出家。他本科读金融,但从小就是个恐龙迷。在杂志工作了半年后,转身扎进恐龙的世界。

去常州中华恐龙园研究恐龙,到成都理工大学进修,之后赴加拿大阿尔伯塔大学深造,又回到中国地质大学(北京)读博士,去全国和亚洲地区各大恐龙化石点考察。

2015年10月,还在读博的邢立达获评第六届李四光优秀学生奖。

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(羽支分支结构的特写)

缅甸北部克钦邦胡康河谷是一个琥珀“富矿”,那里出产的琥珀基本都在9900万年前,也就是地质年代中的白垩纪中期。

那里此前发现过许多昆虫琥珀,古生物学家已就此发表过一些研究成果,缅甸琥珀因此一直被学界密切关注。

2014年,缅甸琥珀中发现白垩纪的蜥蜴,2015年发现了古鸟类翅膀。这都是罕见而珍贵的古生物标本,“在发现古鸟类翅膀之后,我意识到,有着类似尺寸的非鸟小恐龙,也是有很大的几率会出现在琥珀之中的”。

2015年秋天,邢立达在缅甸珠宝商人那里,看到了这块包了条尾巴的琥珀,“这个不好认,当时他们以为是植物,我们对着阳光看,发现它羽枝很分散、很原始,可能是动物的”。

随后邢立达担任客座研究员的德煦古生物研究所买下了这块琥珀。邢立达说,这一琥珀中树脂的流纹、包裹的已经灭绝的蜂蚁,以及荧光反应监测,都证明这一琥珀是天然形成的,而非造假

这块琥珀中的标本保存相当完好,邢立达说,这对古生物研究者来说,是梦寐以求的素材。

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(羽支分支结构的特写)

研究者们给它一个昵称“伊娃”,并用了多种无损成像和分析手段来研究标本。

通过对CT数据的重建、分割和融合,研究者无损得到了隐藏在羽毛内部的骨骼的高清3D形态。

“伊娃”包含着至少8枚尾椎和另一枚尾椎的一部分。从骨骼形态上看,它与典型的非鸟虚骨龙类恐龙(coelurosaurs)类似,而区别于典型的古鸟类。

“‘伊娃’的长尾巴有点像辽宁发现过的热河鸟、更原始的始祖鸟,但它的尾椎腹侧有明显的沟槽结构。这一点没有在长尾鸟类中发现过,而跟许多虚骨龙类很像”。

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(始祖鸟,图片来自网络)

更精确的证据来自羽毛。

“伊娃”标本保存了非常精致的羽毛形态学细节,包括其尾部上羽毛与羽囊的排列方式,微米级的羽衣特征。

从羽毛上看,“伊娃”标本可归属于基干手盗龙类(maniraptorans)。

手盗龙类是虚骨龙类的一个演化支,主要包括了阿瓦拉慈龙类、窃蛋龙类、镰刀龙类、恐爪龙类、鸟类等,这些恐龙的一个共同特征为能够折叠的手掌。

手盗龙类中不乏一些非常小的个体,比如生活在1.6亿前的中国华北的近鸟龙。近鸟龙体长仅34厘米,重约110克,是一种拥有飞羽的小型恐龙。“伊娃”标本的尺寸与近鸟龙较为接近。

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(赫氏近鸟龙是一种四翼长有羽毛的恐龙,一项近期研究显示,赫氏近鸟龙从头部至尾部体长34厘米,它的翅膀呈黑白条纹,头部长着淡红褐色的肉冠,非常近似于现代啄木鸟。 )

“伊娃”留在琥珀中的羽毛,沿着椎体有规律地分布,保留有色素的痕迹,其尾部上表面整体呈栗色,下表面呈苍白或白色

“伊娃”的这些羽毛都具有纤细的羽干,长有交替的羽枝和连续且均匀的羽小枝,这些特征为羽枝融合形成羽轴时已具有羽小枝这一羽毛发育模型提供了依据。

换句话说,这个标本为羽毛演化发展模式中,一个悬而未决的问题提供了一些线索:是羽小枝先演化出来,还是羽轴先演化出来?羽毛的分支结构是羽毛演化中出现的独特特征。

在这个标本中,它的羽轴不发达,而且具有许多羽小枝。羽支(二级分支)似乎在融合形成羽轴之前就已经具有了羽小枝(三级分支)。

研究者还研究了这个非鸟恐龙尾部暴露在琥珀表面的化学成分,结果发现骨骼周围的软组织层保留有可以结合成血红蛋白的亚铁,不过这个区域如今已经成为碳质。

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(微CT展示伊娃尾部的骨骼与羽干细节。)

释疑

9900万年前

这只小恐龙经历了什么?

“伊娃”封在琥珀中的尾巴,展开后约为6厘米长。研究者们据此推测,它的全身长度为18.5厘米。

它究竟是生前被树脂滴到,还是死后被树脂包裹?

琥珀给出了部分答案。这截尾巴标本没有挣扎的迹象,也没有明显的“皂化”外观,这表明标本很可能在被树脂包裹时已经死去。

如果是新鲜的肢体被封住,机体中会渗出液体,在琥珀中形成一些小泡,这样琥珀的外观和目前的会不同。

标本也没有明显的腐败特征,说明它可能刚刚死亡,是一具相对新鲜的遗骸。

值得一提的是,这截琥珀中的尾巴两端是“断茬”的

邢立达认为,这说明,琥珀可能是被矿工挖坏的

“伊娃”当时很可能,有更多的部分被树脂包裹。

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用琥珀中的残留物

重新复制一条恐龙?

电影里,科学家从琥珀中找到蚊子,提取了蚊子吸过的恐龙血,从血里提取出了恐龙的DNA。不过现实中的科学家都不认为DNA能保留那么长时间。

邢立达表示,当细胞死去后,残留的酶就会水解DNA核苷酸之间的化学键,微生物也会加速分解过程。但是长久来看,最重要的因素还是DNA在水的作用下降解。

目前测定DNA的半衰期约为521年;换言之,每过521年脱氧核糖核酸之间的化学键就会断裂一半。就算在-5℃的最理想条件下,最多经过680万年,这些化学键就会分解得一个不剩。

而早在那之前,可能只要150万年,这些化学键就已经破碎得完全无法解读了。“而我们的标本是9900万年前的。”


出品:南方都市报科学新闻工作室

主持:陈养凯

采写:南都记者 李文

受访者供图。(部分图片来自网络)

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