邢立達(dá)博士為公眾揭開琥珀中恐龍標(biāo)本的秘密

時(shí)間:2016-12-12來源:未知作者:91boshi

12月9日，上海自然博物館（上海科技館分館）舉行了其品牌活動(dòng)之一綠螺講堂的全新子系列——“新問題沙龍”的首期講座。這個(gè)特色子系列聚焦科學(xué)新看法、新觀點(diǎn)、新發(fā)現(xiàn)，在這里，科學(xué)家將與公眾一起進(jìn)行探討、思辨。這是上海自然博物館致力于館研合作、搭建科研成果發(fā)布平臺(tái)而跨出的第一步。今后，自博館將繼續(xù)歡迎各方科研人員進(jìn)行科研成果發(fā)布和學(xué)術(shù)交流。

此次“新問題沙龍”中，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）的邢立達(dá)博士等4位科學(xué)家介紹了他們發(fā)現(xiàn)的琥珀中的恐龍標(biāo)本，詳細(xì)解釋了它的發(fā)現(xiàn)及研究成果。這是人類首次有機(jī)會(huì)一睹恐龍生前的真實(shí)面目。此項(xiàng)研究由邢立達(dá)博士與加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館的瑞安·麥凱勒教授領(lǐng)銜。論文發(fā)表于《細(xì)胞》出版集團(tuán)旗下的生物學(xué)著名刊物《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology，五年影響因子平均達(dá)9.7）。

在講座開始前，邢立達(dá)博士向上海自然博物館贈(zèng)送了羽毛內(nèi)部的尾部脊椎的高清3D模型。上�？萍拣^副館長、上海自然博物館管委會(huì)主任姚強(qiáng)代表館方接受了這件模型，并表示今后自博館將通過綠螺講堂“新問題沙龍”這個(gè)平臺(tái)推動(dòng)并鼓勵(lì)更多的館研合作。

關(guān)于“伊娃”

早在今年6月，邢立達(dá)和麥凱勒的團(tuán)隊(duì)公布了琥珀中首次發(fā)現(xiàn)古鳥類的記錄，引起了廣泛的關(guān)注。此次發(fā)現(xiàn)的琥珀中雖然只有一段尾巴，但這卻是人類首次有機(jī)會(huì)見到非鳥恐龍的實(shí)物。因?yàn)殓甑奶厥庑�，我們眼前的恐龍與生前的形態(tài)別無二致。“我研究恐龍數(shù)十年，并不曾想過，有朝一日能看到如此‘新鮮’的恐龍”，論文的作者之一，加拿大皇家科學(xué)院院士，阿爾伯塔大學(xué)菲利普·柯里教授告訴記者。

此前，我們對非鳥恐龍的了解僅限于化石記錄，雖然中國遼寧等地那極為細(xì)膩的沉積巖保留了羽毛的印痕等豐富的細(xì)節(jié)，但琥珀中的恐龍標(biāo)本則是直接來自動(dòng)物本身，由于沒有經(jīng)過化石化作用，因而保存極為完好，具有與生前幾乎無異的細(xì)節(jié)。

“這件標(biāo)本來自著名的琥珀產(chǎn)區(qū)之一，緬甸北部克欽邦胡康河谷。此地的琥珀距今約9900萬年前，屬于白堊紀(jì)中期的諾曼森階，”邢立達(dá)博士介紹說，“標(biāo)本非常小，尾巴展開后長度約為6厘米，推測全身長度為18.5厘米。”這件標(biāo)本乍一看接近黑色，但在適宜的光照條件下，可以發(fā)現(xiàn)標(biāo)本的背面有著栗棕色的羽毛，而腹面則是蒼白或幾乎白色的羽毛，這種上深下淺的保護(hù)色在很多現(xiàn)生動(dòng)物身上都存在。

中國科學(xué)院動(dòng)物所副研究員白明博士和中國科學(xué)院高能物理研究所副研究員黎剛博士對記者表示，研究團(tuán)隊(duì)獲取標(biāo)本之后，綜合運(yùn)用了多種無損成像和分析手段來研究標(biāo)本，包括了中科院動(dòng)物所的顯微CT、北京同步輻射裝置（BSRF）的硬X射線相襯CT、X射線熒光成像和X射線近邊吸收譜、上海同步輻射裝置的硬X射線相襯CT等。通過對CT數(shù)據(jù)的重建、分割和融合，無損得到了隱藏在羽毛內(nèi)部的尾部脊椎的高清3D形態(tài)。

論文作者之一，中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的徐星研究員手舉著標(biāo)本介紹說，這段毛茸茸的尾巴包括了至少9個(gè)尾椎，我們給這件標(biāo)本起了一個(gè)昵稱叫“伊娃”。從伊娃標(biāo)本的尾巴骨骼形態(tài)上，它與典型的虛骨龍類恐龍（coelurosaur）類似，而區(qū)別于典型的古鳥類；從羽毛上看，標(biāo)本可歸屬于虛骨龍類中的基干手盜龍類（Maniraptora）。手盜龍類是虛骨龍類演化支，主要包括了阿瓦拉慈龍類、竊蛋龍類、鐮刀龍類、近鳥類、鳥類等，這些恐龍的共同特征為細(xì)長的手臂與手掌，有著半月形的腕骨與三指形的手掌。手盜龍類中不乏一些非常小的個(gè)體，比如生活在1.6億前的中國華北的近鳥龍，近鳥龍的體長僅34厘米，重約110克，是一種擁有飛羽的小型恐龍。伊娃標(biāo)本的尺寸與近鳥龍較為接近。此外，也有極少數(shù)原始的鳥類具有長長的尾巴，如熱河鳥，但是，伊娃標(biāo)本尾椎腹側(cè)明顯的溝槽結(jié)構(gòu)則不同于這些長尾鳥類。

“羽毛形態(tài)是本次研究的重點(diǎn)之一。”瑞安·麥凱勒教授說道。伊娃標(biāo)本保存了非常精致的羽毛形態(tài)學(xué)細(xì)節(jié)，包括其尾部上羽毛與羽囊的排列方式，微米級(jí)的羽衣特征。最重要的是，這些羽毛都具有纖細(xì)的短羽干，長有交替的羽枝和連續(xù)且均勻的羽小枝，這些特征為羽枝融合形成羽軸時(shí)已具有羽小枝這一羽毛發(fā)育模型提供了依據(jù)。徐星研究員補(bǔ)充道：“從羽毛角度，伊娃標(biāo)本要更原始一些，介于似鳥龍類與尾羽龍類之間。”

研究團(tuán)隊(duì)還通過BSRF的同步輻射X射線熒光成像獲得了化石斷面的微量元素分布圖，其中鈦、鍺、錳、鐵等元素的分布與化石的形態(tài)吻合度很高，蘊(yùn)含著豐富的埋藏學(xué)信息。“伊娃標(biāo)本的斷面出現(xiàn)了高度富集的鐵元素，近邊吸收譜分析表明，其中80％以上的鐵樣本為二價(jià)鐵，這些是血紅蛋白和鐵蛋白的痕跡。”黎剛博士解釋道。但由于緬甸琥珀標(biāo)本的年齡近1億年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了DNA的半衰期，所以這些標(biāo)本在目前的技術(shù)條件下，尚無可能獲得有價(jià)值的DNA片段，因此電影《侏羅紀(jì)公園》中恐龍復(fù)活場景目前依舊只能留在科幻里。

“基于目前骨骼形態(tài)，我們還無法判斷伊娃標(biāo)本是幼年個(gè)體或成年個(gè)體，”臺(tái)北市立大學(xué)運(yùn)動(dòng)能力分析實(shí)驗(yàn)室的曾國維教授告訴記者，“伊娃標(biāo)本沒有掙扎的跡象，也無明顯的皂化外觀，這表明標(biāo)本很可能在被樹脂包裹時(shí)已經(jīng)死去，但標(biāo)本并沒有明顯的腐敗特征，說明它可能剛剛死亡，是一具相對新鮮的遺骸。至于伊娃標(biāo)本的死因，目前我們還沒法斷定，自然死亡或被掠食者捕殺都不能排除，還需要進(jìn)一步的詳細(xì)研究。”

據(jù)悉，該研究項(xiàng)目得到了中國國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)、中國國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院、加拿大自然科學(xué)和工程研究理事會(huì)、美國國家地理學(xué)會(huì)、德國洪堡基金等十余個(gè)項(xiàng)目的資助。

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