上億年前琥珀中發現最小恐龍,被古生物學家命名為眼齒鳥

2021-01-07 中國網文化

3月12日,中美加科學家團隊在北京宣布,他們在緬甸白堊紀琥珀中發現了一隻有史以來已發現的最小的恐龍(廣義恐龍包括鳥類)。

鑑於該標本形態特徵與其他鳥類不同,且有碩大的眼睛和密集的牙齒,學者們建立了新屬新種——眼齒鳥。從頭骨尺寸來看,眼齒鳥比蜂鳥還要短一些,是迄今發現過的最小的古鳥類,同時也是史上最小的恐龍。

眼齒鳥及其環境復原圖。受訪者供圖

動物頭骨「四不像」 有密集牙齒和巨大眼眶

此次發現的琥珀化石產自緬甸北部克欽邦胡岡谷地,這裡的琥珀形成於約一億年前(約9900萬年),屬於白堊紀中期(白堊紀晚期的最早期)。因此,胡岡谷地被認為是人類能一窺「真實」白堊紀世界的最佳窗口。

據參與研究的中科院古脊椎動物與古人類研究所外籍研究員鄒晶梅介紹,2016年一名礦工在當地礦區發現了這枚琥珀,琥珀中包裹著完整的動物頭骨。此後,該標本由收藏人士購買,現屬於雲南騰衝琥珀閣博物館以及緬甸仰光分館。

琥珀中的頭骨長僅約14毫米,有著尖銳的喙部,密集的牙齒和巨大的眼眶。「當我第一次看到它的時候,我被驚呆了。它保存得非常精美,看起來非常怪異,和其他中生代鳥類完全不一樣。」鄒晶梅說。

動物的骨骼特徵有些「四不像」,由於在脊椎動物中,只有鳥類同時擁有尖銳的喙部和巨大的眼眶,所以學者將該動物歸屬到鳥類。

包埋著眼齒鳥化石的緬甸琥珀。受訪者供圖

牙齒眾多,是體型超小的「肉食性動物」

鑑於該標本形態特徵與其他所有鳥類都不同,學者們建立了新屬新種,寬婭眼齒鳥(Oculudentavis khaungraae),屬名「眼齒」指出該標本的特性——碩大的眼睛和密集的牙齒。種名「寬婭」向最初發現並徵集此標本的緬甸琥珀收藏家寬婭女士致敬。

眼齒鳥有趣之處在於它的小型化。體型如此小的動物需要面對很多新問題,比如如何把所有的感覺器官都整合進它們微型的頭中,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。而緬甸在白堊紀中期就是個孤立的島弧。

小型化通常伴隨著牙齒脫落和眼部增大等特徵。然而,儘管該標本尺寸很小,但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。上頜每側有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。這也是學者將其命名為眼齒鳥的原因。大量的牙齒說明,儘管體型超小,它是一種肉食性動物。

推斷其介於始祖鳥和熱河鳥之間

眼齒鳥的另一個特別之處是其眼部,其直徑約4毫米。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,將眼球圍在中間,對眼球起著支持和保護的作用。

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,這種形態只在一些現生蜥蜴中發現過。同時,眼齒鳥雙眼的朝向也不同於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,這使得研究人員很難理解它的眼睛是如何工作的。此外,眼骨的開孔(眼圈的內徑)表明,眼齒鳥的活動模式為白天型。

僅從頭骨來分析,這種新發現的微小鳥類——眼齒鳥非常原始,介於德國晚侏羅世的最原始的始祖鳥(Archaeopteryx)和中國早白堊世的有長尾的熱河鳥(Jeholornis)之間。這可能表明,和這兩個類群一樣,眼齒鳥也有一條類似於非鳥類恐龍的長尾巴。

「眼齒鳥的尺寸和形態展現了一類新的身體結構以及它所代表的生態學。」研究人員稱,由於眼齒鳥標本只有頭部,其分類還存在一定的不確定性。學者們將繼續在緬珀中搜索,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。

目前,題目為《緬甸白堊紀蜂鳥大的恐龍》的研究論文發表於綜合類學術期刊《自然》雜誌。

追問1:眼齒鳥為何稱為恐龍?

據參與研究的中國地質大學(北京)副教授邢立達介紹,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歷史中,共歷經了白堊紀和新生代兩次輻射演化,其中白堊紀是鳥類演化的重要階段,是鳥類從恐龍演化而來的關鍵階段之一。

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釐米,是世界上最小的鳥類。從頭骨尺寸來看,眼齒鳥比蜂鳥還要短一些,是迄今發現過的最小的古鳥類,同時也是史上最小的恐龍。

追問2:如何獲得標本的詳細信息?

由於這塊頭骨被琥珀、皮毛和雜質層層包圍,如何獲得其完整的高解析度3D信息,是研究遇到的一大挑戰。

據中國科學院高能物理所研究員黎剛介紹,他們為研究該化石制定了最優化的同步輻射硬X射線相襯CT掃描方案,使用上海光源硬X射線成像站和他們在北京同步輻射裝置研製的高性能探測器,經過精心實驗,最終無損地獲得了完整化石的高對比度、高解析度的圖像。

同步輻射硬X射線相襯CT獲得的眼齒鳥化石的頭骨3D圖像。受訪者供圖

回到位於北京的實驗室,研究組把2萬多張投影圖高精度地拼接起來。由於化石頭骨不僅被琥珀包著,還被氣泡等雜質圍著,很多地方覆蓋著皮和毛,為此,研究人員還進行了大量數據分割工作。「有些地方無法用軟體自動分割,課題組很多青年職工和研究生都參與了數據的手動分割。」他說,數據中有些細節可能是偽影,需要小心地甄別。數據處理花費的時間比CT掃描長上百倍。來源:新京報

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