世上首枚翼龍胚胎化石證明了翼龍的卵生習性

2020-08-27 熱河生物群燕遼生物群

世界上第一枚翼龍胚胎化石,2004年在中國遼西熱河生物群被古生物學家汪筱林、周忠和博士發現。當年6月10日,相關研究論文刊登在世界最著名的學術刊物———英國的《自然》雜誌上。由於這次重大的發現,《自然》雜誌還在其網站首頁「今日新聞」欄目中同時配發了相關的新聞報導和圖片。在6月11日出版的美國《科學》雜誌上,也報導了這一重要發現。由於這樣一塊無比珍貴化石的發現,今天的人們已獲得了強有力的證據,證明翼龍這類與恐龍同時出現又同時絕滅,比鳥類早約7000萬年飛向藍天的中生代空中霸主不是胎生,而是像其他爬行動物和鳥類一樣卵生。

儘管恐龍蛋化石在全球許多地方都有發現。而且恐龍的胚胎化石在中國蒙古、西班牙和阿根廷等國家也有所發現。但是翼龍蛋化石在世界上卻一直沒有確切的報導。更不用說翼龍的胚胎化石了。1860年和1871年曾經有無報導稱,在英格蘭中部中侏羅世地層中發現了可能屬於翼龍的蛋化石,但是後來卻被否定了。1989年,又有報導稱,在美國德克薩斯晚白堊世的沉積地層中,發現了可能是翼龍蛋殼的碎片。因為在發現蛋殼碎片的地點,曾經發現過大型的翼龍。但是卻沒有確鑿的證據證明這些蛋殼碎片核碎片屬於翼龍的蛋化石。

翼龍蛋胚胎化石以及復原圖

遼西的翼龍胚胎化石是在義縣的金剛山化石產地發現的。化石保存在湖相沉積的義縣組地層中的灰黑色頁巖中,地質時代屬於早白買世中晚期,距今約1.21億年。化石標本成正、負模保存。一個幾乎完整關聯的翼龍胚胎化石骨架全部保存在楠圓形蛋中。蛋的最大長度53毫米,最大寬度41毫米。蛋的邊界光滑清晰,蛋內呈褐色,顏色較深,與灰黃色之圍巖區別明顯。這一翼龍胚胎化石骨架保存非常精美和完整,由於後期擠壓,部分骨骼略有錯動位移。化石保存了部分頭骨和幾乎完整的頭後骨骼。其下頜粗壯且保存有兩枚細長略為彎曲的牙齒,至少保存5枚骨椎,脊柱大致沿著蛋的長軸方向伸展,頭部從一側向後彎曲,與脊柱組成倒U,這種保存狀態可能反映了翼龍胚胎發育過程中的原始狀態,脊柱兩側不對稱,前肢緊緊摺疊在一起,腦骨粗壯,翼掌骨發達,略短於腦骨。股骨與航骨長度近等,大約是腔骨長度的三分之一,第1-4距骨相對細小,第3趾骨較短。長度約為腔骨長度的20%,這一翼龍胚胎化石不僅保存了很好的骨架,而且保存有翼膜纖維和皮膚,蛋殼及其乳突狀結構也有很好的保存。

科學家認為,這件胚胎毫無疑問屬於翼龍,一些特徵顯示它可以初步歸於鳥掌龍科,胚胎化石與北票四合屯地點發現的郝氏翼龍比較相似。但是由於翼龍發育過程中存在的明顯異速生長現象,一些骨骼長度的比率在成年和幼年個體中很難直接進行對比,因此也不能確認其是否屬於鳥掌龍科的任何已知的屬種。

科學家還發現,在這一翼龍胚胎中的許多區域,有規律地保存著大小几乎相等的近於圓形的乳突狀紋飾結構,這是蛋殼和胚胎的直接證據。在胚胎化石中,可以觀察到一些翼膜纖維與翼指骨一起保存。在其身體的後部,保存大面積的皮膚印痕,也可以觀察到毛狀皮膚衍生物的痕跡,這些結構也曾發現於寧城熱河翼龍化石。這些結構表明,這一胚胎出生後將會變成一頭帶「毛」的翼龍。

科學家稱,如此精美的軟組織與骨架和蛋殼一起保存,顯示胚胎可能是突然死亡,可能是諸如火山爆發等自然災難導致其死亡以及快速埋藏,事實上,科學家已經識別出熱河生物群中很多次生物非正常集群死亡事件,並認為火山爆發噴出的大量有毒氣體、有害元素、火山灰塵以及森林火災等造成的環境突變是導致這些生物集群和快速死亡,埋藏的主要原因。這一胚胎中的翼龍兩翼展開約27釐米,而發現於德國索倫霍芬的剛剛出生不久但已具備了飛行能力的翼龍個體,兩翼展開只有18釐米,所以這一胚胎中的翼龍比逸今發現的最小的幼年個體還要大,如果它長大成年後,將是一種中或大型的翼龍。

此外,這件胚胎化石的骨骼以及軟組織結構反映了翼龍出生後不久即可能具備飛行能力以及類似早熟的鳥類一樣具有自主覓食的能力。科學家稱,這一翼龍胚胎化石代表了翼龍在其胚胎發育過程中的最後階段,已具有出生後幼年階段的許多特徵。這些特徵預示著這一翼龍可能即將破殼而出,走進早白堊世大地,朝翔於藍天!

令人可喜的是,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、中國科學院大學汪筱林研究員帶領著科考隊在新疆哈密考察十餘年,在2017年又在戈壁灘上發現了多達16枚含有三維立體的翼龍胚胎化石化石標本,這樣多的三維立體翼龍蛋化石系人類的首次發現。眾所周知,在過去10多年間,翼龍蛋在中國遼西、新疆以及阿根廷發現數例,其中一些翼龍蛋是以二維壓扁形式保存,除了哈密發現的五枚翼龍蛋是世界上首次發現的三維立體保存的翼龍蛋外,僅阿根廷發現一枚三維的翼龍蛋。而此前,含有胚胎的翼龍蛋僅發現三枚,尚未被發現三維保存形式。

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