蜂鳥般大小!史前一億年的琥珀中的古鳥登上雜誌封面

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  來源:巍巍昆蟲記微信公眾號  2018年2月,中加美等國的古生物學家在北京宣佈,他們在一枚距今約一億年的白堊紀琥珀中發現了一隻如蜂鳥般大小的、幾乎完整的小鳥,該研究成果作為Science Bulletin第4期封面文章發表。

來源:巍巍昆蟲記微信公眾號

蜂鳥般大小!史前一億年的琥珀中的古鳥登上雜誌封面

2018年2月,中加美等國的古生物學家在北京宣佈,他們在一枚距今約一億年的白堊紀琥珀中發現了一隻如蜂鳥般大小的、幾乎完整的小鳥,該研究成果作為Science Bulletin第4期封面文章發表。

該研究由中國地質大學(北京)邢立達副教授、中國科學院高能物理研究所黎剛副研究員、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所美籍研究員鄒晶梅(Jingmai O』Connor)、美國洛杉磯自然史博物館恐龍研究院院長路易斯·恰普(Luis M· Chiappe)教授和加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館瑞安·麥凱勒(Ryan C· McKellar)教授、中國台北市立大學的曾國維教授等學者共同研究。

 此次新發現的標本來自著名的琥珀產區,緬甸北部克欽邦胡岡谷地。據火山灰測定,此地的琥珀距今約一億年前,屬於白堊紀晚期的最早期。該時期生活在緬甸北部潮濕的熱帶環境中的動植物,常常被柏類或南洋杉類所流下的樹脂包裹,在漫長的地質年代中形成琥珀,並一直保存至今。

2017年6月,邢立達團隊曾經發佈了琥珀中雛鳥,引起國內外媒體的關注。這次的新發現與上次有何不同?

邢立達表示,此次發現的琥珀相當大,珀體長約7厘米,其中保存的古鳥更加完整,暴露的頭頸部區域保存著更長更密的羽毛,代表著這具標本比剛孵化的小鳥或幼鳥更為年長,也就是說,這隻小鳥已經出生較長一段時間,過著獨自的生活,是目前琥珀中發育程度最高的古鳥。

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煎餅鳥標本自然光照片與螢光照片(供圖:邢立達)

曾國維教授說: 「很有意思的是,由於礦工的疏忽或自然風化,這個標本沿著冠狀面剝蝕,這雖然損失了部分皮肉,但也因此暴露出了身體內多區域的解剖學細節,為學者們的研究提供了獨特的視角。這個薄薄的標本也因此被暱稱為煎餅鳥。」

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煎餅鳥標本與微CT圖像對比(供圖:邢立達)

煎餅鳥在形態學上歸為哪一類呢?

青年古鳥類學家鄒晶梅表示,相比蜥蜴類,目前緬甸琥珀中的鳥類包裹物依然極為少見。煎餅鳥雖然缺失了部分左翅與腿部,但它仍然是迄今為止緬甸琥珀中發現的最完整的古鳥標本。通過X射線三維掃瞄,重建古鳥的骨骼構造,我們可以清晰地觀察到煎餅鳥的頭蓋骨基部,脊柱(約5個頸椎和8個背椎),左前肢(包括了肱骨,橈骨和尺骨),骨盆區域和股骨。所有這些骨骼都互相關節,這要比此前發現的雛鳥遺骸與孤立的鳥翅膀提供更多的解剖學信息,便於我們對古鳥做出鑒定。比如煎餅鳥標本的恥骨呈U形,中部強烈凹形,恥骨末端的恥骨腳較短,這些都屬於反鳥類的特徵。

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螢光下的煎餅鳥頭骨碎片(供圖:邢立達)

反鳥類是白堊紀出現的一類相對原始的鳥類,其肩帶骨骼的關節組合與現生鳥類相比,凸凹情況正好相反,因此得名。反鳥類是鳥類演化的重要分支,從白堊紀早期便出現了較大的生態分化和輻射,它們都有著較強的飛行能力,拇趾與其他三趾對握,適宜樹棲,但最終在晚白堊世末期與恐龍一道完全絕滅。

目前,緬甸琥珀發現的古鳥類都是反鳥類,「煎餅鳥的長度約5厘米,這與當今世界上最小的鳥類——吸蜜蜂鳥一樣大,吸蜜蜂鳥產於古巴,長約5厘米,重約1.8克。」路易斯·恰普教授介紹說,煎餅鳥雖然仍然是未成年個體,但已經不是剛出生不久的雛鳥,已經具備了較好的獨立生活的能力。這些推論來自標本中暴露出來的具有窄而深的羽軸和羽支的初級飛羽,羽片已經閉合,這說明它存在可以飛翔的硬質羽毛。其羽支相對羽軸的發散角更接近進步的飛翔鳥類,而不是反鳥類中的基幹類群。

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根據吸蜜蜂鳥復原的煎餅鳥(製圖:毛宇昂)

小鳥被樹脂包裹的時候還活著嗎?

這是一個非常令人好奇的問題。古生物學家發現,沒有任何內臟器官存在於煎餅鳥標本的腹腔,體腔內有許多破裂的乳白色遮蔽物,都表明小鳥在遇到流動的樹脂之前,就已經死亡,其身體的腹部及其週遭的一些軟組織隨後被風化了。瑞安·麥凱勒教授說:「琥珀中小鳥屍體周圍的甲蟲、蟲糞和植物碎片,都暗示著這塊琥珀形成於森林地面或接近地面的地方。其中一些昆蟲甚至可能扮演過清道夫的角色,但這需要更多的證據。」

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煎餅鳥標本死亡姿勢圖(繪圖:張宗達)

研究團隊還利用北京同步輻射中心的X射線螢光成像方法獲得了煎餅鳥化石出露斷面的微量元素分佈圖,主持實驗的黎剛副研究員表示,他們發現試驗區的鐵、鈣、鈦、鋅、砷、錳等元素的分佈與化石的形態高度吻合。富含鈣和鈦元素的區域為骨骼所在,而在覆蓋著琥珀大部分區域的軟組織區域,鐵和錳等元素的濃度最高。這些信息對我們瞭解琥珀包裹物的琥珀化有重要的幫助。

煎餅鳥標本的發現,表明了緬甸琥珀中反鳥類類群在白堊紀中期仍然存在較大的生態分化和輻射,這對我們理解古鳥類的演化有著重要的作用。

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