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目前所發現最小的恐龍

生活 更新时间:2025-01-23 04:45:18

3月12日,中外科學家團隊在北京宣布,他們在緬甸白垩紀琥珀中發現了一種微小的肉食性恐龍新種屬——寬娅眼齒鳥,代表了迄今為止最小的恐龍,這一發現對進一步探索恐龍與古鳥類的演化,尤其是小型化動物的形态演化具有重要意義。相關研究論文《緬甸白垩紀蜂鳥大的恐龍》,近日發表于國際著名學術期刊《自然》雜志。

目前所發現最小的恐龍(中外科學家發現最小的恐龍)1

圖為眼齒鳥生境複原圖(繪圖 韓志信)

奇怪的中生代标本

該研究由中國地質大學(北京)副教授邢立達、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所外籍研究員鄒晶梅、美國洛杉矶自然史博物館拉爾斯·施米茨博士、中國科學院高能物理所黎剛研究員,以及美國洛杉矶自然史博物館恐龍研究院院長路易斯·恰普教授、加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館瑞安·麥凱勒教授、中國科學院北京綜合研究中心易栖如博士等學者共同完成。

據介紹,這一琥珀化石産自緬甸北部克欽邦胡岡谷地,地質學家對該礦區的火山灰锆石同位素測定地質年齡後認為,胡岡谷地的琥珀形成于約9900萬年前,屬于白垩紀中期。而這裡潮濕的熱帶環境和大量保存古生物的琥珀,也使胡岡谷地被認為是展現真實白垩紀世界的最佳窗口。

琥珀中的頭骨長僅約14毫米,有着尖銳的喙部,密集的牙齒和巨大的眼眶。從骨骼特征上看,這個動物有些“四不像”,有的特征像恐龍,有的特征像非常高級的鳥類。

目前所發現最小的恐龍(中外科學家發現最小的恐龍)2

圖為眼齒鳥琥珀

“這是我有幸研究過的、最奇怪的化石。”鄒晶梅表示,“當我第一次看到它的時候,我被驚呆了——它保存得非常精美,但看起來又非常怪異,有着獨特的鞏膜環(眼骨)和大量的牙齒。它和其他中生代鳥類真的很不一樣,我記得我在想,如果你讓我畫一種我們還沒有發現的中生代鳥類,我就永遠無法想象會有這麼有趣的東西。”

對鳥類演化具有重要意義

标本有着延伸到眼睛下面的牙齒,這種頭骨的形狀隻出現在鳥類和一些恐龍身上。

“然而,從沒有用頭骨特征(形态學)來定義鳥類的先例,因此它也可能是恐龍或其他什麼東西。我們需要更多的數據來最終确定,但古生物學數據總是不完整的,我們的假設總是利用目前可用的數據進行最可能的猜測。”鄒晶梅說。

鑒于該标本形态特征與其他所有鳥類都不同,學者們建立了新屬新種——寬娅眼齒鳥,屬名“眼齒”指出标本的特性:碩大的眼睛和密集的牙齒,種名“寬娅”是向最初發現并征集此标本的緬甸琥珀收藏家寬娅女士緻敬。該标本屬于雲南騰沖琥珀閣博物館以及緬甸仰光分館,是2016年被一名緬北礦區礦工發現,由寬娅女士購買并捐贈給琥珀閣博物館。

據邢立達介紹,它的牙齒比其他所有的古鳥類都多。齒列也比其他鳥類長,一直延伸到眼部下面。上颌每側有18–23顆牙齒,齒骨每側有29–30顆牙齒,全部牙齒加起來約有100顆!這也是學者将其命名為眼齒鳥的原因。“大量的牙齒告訴我們,盡管體型超小,但它是一種肉食性動物。”

目前,學者們沒有找到特定的頭骨特征來将眼齒鳥确切歸入鳥類、非鳥恐龍,或其他主龍類。但可以肯定的是,白垩紀是鳥類演化的重要階段,也是鳥類從恐龍演化而來的關鍵階段之一,這一标本的發現,對進一步研究恐龍與古鳥類的演化具有重要意義。

小身材,大眼睛

鳥類是恐龍的後裔,是生物多樣性最豐富的脊椎動物之一,大約有10500個種。在近1.5億年的漫長演化曆史中,共曆經了白垩紀和新生代兩次輻射演化。

資料顯示,最小的現生鳥類是蜂鳥,最小的蜂鳥是吸蜜蜂鳥,重約1.95克,長5.5厘米,是世界上最小的鳥類。而從這一标本的頭骨尺寸來看,眼齒鳥比蜂鳥還要短一些。

眼齒鳥最有趣的地方就在于它的小型化。

“體型變得如此小的動物必須面對很多新的問題,比如如何把所有的感覺器官都整合進它們如此微型的頭中,以及如何保持體溫等。這種小型化過程,通常發生在孤立的環境中,最典型的是島嶼。剛好緬甸在白垩紀中期就是個孤立的島弧。”邢立達說。

小型化通常伴随着牙齒脫落和眼部增大等特征。眼齒鳥的另一個特别之處就是它的“大眼睛”——其直徑約4毫米。

“我們知道,鳥類和大部分爬行動物(包含恐龍、翼龍、魚龍)的眼睛有一圈由鞏膜小骨組成的鞏膜環,将眼球圍在中間,對眼球起着支持和保護的作用。鳥類中的鞏膜小骨呈方形而且非常簡單,但眼齒鳥的鞏膜小骨呈匙形,這種形态隻在一些現生蜥蜴中發現過,這是令我們非常困惑的地方之一。”邢立達說。

據研究,眼齒鳥雙眼的朝向也不同于貓頭鷹等鞏膜環發達的鳥類,貓頭鷹雙眼向前,眼齒鳥則朝向兩側。眼齒鳥的顴骨彎曲,眼睛從頭部側面凸出。這種視覺系統在現生動物中從未發現,這使得人們很難理解它的眼睛是如何工作的。但研究者認為,眼骨的開孔(眼圈的内徑)表明,眼齒鳥的活動模式為白天型。

新技術實現3D成像

此次研究的标本是一個包裹在琥珀中的完整動物頭骨,開展研究的第一個挑戰是如何無損的獲得被琥珀、皮毛和雜質層層包圍的頭骨的完整的高分辨率的3D信息。

黎剛團隊使用上海光源(SSRF)的硬X射線成像線站和他們在北京同步輻射裝置(BSRF)研制的高調制傳遞函數(MTF)高效率硬X射線探測器,針對該标本的特點,制定了最優化的硬X射線相襯CT掃描方案。用單色化的高能量X射線和高效率的探測器,避免輻射損傷,實現無損成像;用相幹X射線的相位襯度和探測器的高MTF,實現高靈敏度成像;用高分辨率探測器、偏軸CT掃描和虛拟拼接等技術手段實現大視場且高分辨率的3D成像。再經過相位恢複、斷層重建、數據融合和特定結構的虛拟分割,最終無損地獲得了隐藏在琥珀内部的頭骨的高分辨率高對比度的3D結構。

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圖為眼齒鳥頭部CT重建圖

精确的3D信息為科學家的研究奠定了基礎。僅從頭骨來分析,這種新發現的眼齒鳥非常原始,介于德國晚侏羅世最原始的始祖鳥和中國早白垩世有長尾的熱河鳥之間。這可能表明,和這兩個類群一樣,眼齒鳥也有一條類似于非鳥類恐龍的長尾巴。

目前所發現最小的恐龍(中外科學家發現最小的恐龍)4

圖為眼齒鳥頭部複原圖(繪圖 韓志信)

雖然許多疑問還有待發現更多的古生物學證據,但眼齒鳥的尺寸和形态向人們展現了一類新的身體結構以及它所代表的生态學。這一發現凸顯了琥珀沉積物有着揭示最小體型脊椎動物的潛力。“由于眼齒鳥标本隻有頭部,其分類還存在一定的不确定性。我們将繼續在緬珀中搜索,希望在未來可以找到更完整的個體,揭開眼齒鳥的全部秘密。”邢立達表示。

記者:周飛飛

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