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一条匪夷所思的征服蓝天之路 我古生物学家发现“长臂浑元龙”

来源:光明日报客户端2019-05-09 14:13

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北京时间5月9日出版的学术期刊《自然》以封面文章的形式发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏、邹晶梅、徐星、周忠和的研究成果:发现侏罗纪具膜质翅膀的恐龙——长臂浑元龙,揭示了演化过程中“一条匪夷所思的征服蓝天之路”。

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  长臂混元龙复原图(张宗达供图)

长臂浑元龙标本是2017年中国科学院院士周忠和带领团队在辽宁晚侏罗世地层考察时获得的一件新化石,发现于燕辽生物群晚侏罗世早期的海房沟组(距今约1.63亿年)。经过长达一年的室内修理、实验和对比研究,研究团队复原了浑元龙,它体长约32厘米,体重约306克,为杂食性。研究人员认为其代表一新的善攀鸟龙类。浑元龙的正型标本是目前已知最完整的善攀鸟龙类化石,为了解这类恐龙提供了大量形态和生态学信息。

周忠和介绍,在脊椎动物漫长的演化史中,翼龙、鸟类和蝙蝠独立演化出了形态迥异的飞行结构。相较翼龙和蝙蝠不完整的化石记录,随着不断发现的带羽毛恐龙和早期鸟类化石,尤其得益于我国中晚侏罗世的燕辽生物群和早白垩世的热河生物群,有关鸟类飞行起源这一重要科学问题取得了重要进展,而擅攀鸟龙类的发现则揭示了“一条匪夷所思的征服蓝天之路”。

王敏研究员介绍,善攀鸟龙类是恐龙家族中最为怪异的类群,生活在中—晚侏罗世,迄今发现的仅有三个属种:宁城树栖龙、胡氏耀龙和奇翼龙。善攀鸟龙类形态特殊,俨然是恐龙和鸟类的“混合体”,一度被认为是和鸟类具有最近亲缘关系的兽脚类恐龙。但已发现的标本或不完整、或属于幼年个体,大量形态特征难以观察,使其在演化树上的位置扑朔迷离。2015年徐星研究员等命名的奇翼龙更加为这一类群增添神秘色彩——奇翼龙的前肢附着翼膜,还具有一根棒状长骨,这样的长骨在其它恐龙(包括鸟类)中没有对应的同源结构,因此,奇翼龙被复原成类似翼龙那样具有膜质翅膀而能够滑翔。但奇翼龙的标本仅有一件,保存又不完整,因此对于棒状长骨和翼膜的结构还存有争议。

长臂浑元龙的发现或将为这样的争议画上句号。浑元龙在肱骨近端关节面、手指和腰带形态方面明显不同于其它善攀鸟龙类,并且具有原始鸟类那样的尾综骨,如此缩短的尾骨能进一步将身体重心前移,有利于在飞行/滑翔时保持稳定。更为重要的是,研究人员在浑元龙上发现了和奇翼龙相似的棒状长骨和翼膜(翼膜中保存有色素体),这一新发现为棒状长骨和翼膜在善攀鸟龙类中的出现提供了确切无疑的证据。

研究人员认为,侏罗纪善攀鸟龙类的膜质翅膀与鸟类翅膀的原理不同,是一种完全不同的飞行尝试。浑元龙的前肢异常加长,甚至超过了中生代多数鸟类。王敏介绍,研究人员采用基于系统发育关系的主成分分析方法,认为善攀鸟龙类通过加长的肱骨和尺骨、第三手指,与棒状长骨来附着膜质的翅膀,是“膜质翅膀和短掌骨”飞行模式;而鸟类、驰龙类和伤齿龙类则需要较长的掌骨来附着飞羽,是“羽毛翅膀和长掌骨”飞行模式。

王敏说:“已知的善攀鸟龙类均生活在晚侏罗世,类似的膜质翅膀没有在之后的白垩纪恐龙中出现。而由飞羽构成的翅膀自晚侏罗世出现就延续到白垩纪,经过漫长的演化最终形成了鸟类的羽翼,使后者成为了多样性最丰富的现生四足动物。善攀鸟龙类独特的飞行结构或许代表了飞行演化的一次短暂尝试。”(光明日报全媒体记者齐芳)

[ 责编:张璋 ]
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