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邢立达博士为公众揭开琥珀中恐龙标本的秘密

时间:2016-12-12来源:未知 作者:91boshi
 
 12月9日,上海自然博物馆(上海科技馆分馆)举行了其品牌活动之一绿螺讲堂的全新子系列——“新问题沙龙”的首期讲座。这个特色子系列聚焦科学新看法、新观点、新发现,在这里,科学家将与公众一起进行探讨、思辨。这是上海自然博物馆致力于馆研合作、搭建科研成果发布平台而跨出的第一步。今后,自博馆将继续欢迎各方科研人员进行科研成果发布和学术交流。
 
此次“新问题沙龙”中,中国地质大学(北京)的邢立达博士等4位科学家介绍了他们发现的琥珀中的恐龙标本,详细解释了它的发现及研究成果。这是人类首次有机会一睹恐龙生前的真实面目。此项研究由邢立达博士与加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆的瑞安·麦凯勒教授领衔。论文发表于《细胞》出版集团旗下的生物学著名刊物《当代生物学》(Current Biology,五年影响因子平均达9.7)。
 
在讲座开始前,邢立达博士向上海自然博物馆赠送了羽毛内部的尾部脊椎的高清3D模型。上海科技馆副馆长、上海自然博物馆管委会主任姚强代表馆方接受了这件模型,并表示今后自博馆将通过绿螺讲堂“新问题沙龙”这个平台推动并鼓励更多的馆研合作。
 
 关于“伊娃”
 
早在今年6月,邢立达和麦凯勒的团队公布了琥珀中首次发现古鸟类的记录,引起了广泛的关注。此次发现的琥珀中虽然只有一段尾巴,但这却是人类首次有机会见到非鸟恐龙的实物。因为琥珀的特殊性,我们眼前的恐龙与生前的形态别无二致。“我研究恐龙数十年,并不曾想过,有朝一日能看到如此‘新鲜’的恐龙”,论文的作者之一,加拿大皇家科学院院士,阿尔伯塔大学菲利普·柯里教授告诉记者。
 
此前,我们对非鸟恐龙的了解仅限于化石记录,虽然中国辽宁等地那极为细腻的沉积岩保留了羽毛的印痕等丰富的细节,但琥珀中的恐龙标本则是直接来自动物本身,由于没有经过化石化作用,因而保存极为完好,具有与生前几乎无异的细节。
 
“这件标本来自著名的琥珀产区之一,缅甸北部克钦邦胡康河谷。此地的琥珀距今约9900万年前,属于白垩纪中期的诺曼森阶,”邢立达博士介绍说,“标本非常小,尾巴展开后长度约为6厘米,推测全身长度为18.5厘米。”这件标本乍一看接近黑色,但在适宜的光照条件下,可以发现标本的背面有着栗棕色的羽毛,而腹面则是苍白或几乎白色的羽毛,这种上深下浅的保护色在很多现生动物身上都存在。
 
中国科学院动物所副研究员白明博士和中国科学院高能物理研究所副研究员黎刚博士对记者表示,研究团队获取标本之后,综合运用了多种无损成像和分析手段来研究标本,包括了中科院动物所的显微CT、北京同步辐射装置(BSRF)的硬X射线相衬CT、X射线荧光成像和X射线近边吸收谱、上海同步辐射装置的硬X射线相衬CT等。通过对CT数据的重建、分割和融合,无损得到了隐藏在羽毛内部的尾部脊椎的高清3D形态。
 
论文作者之一,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的徐星研究员手举着标本介绍说,这段毛茸茸的尾巴包括了至少9个尾椎,我们给这件标本起了一个昵称叫“伊娃”。从伊娃标本的尾巴骨骼形态上,它与典型的虚骨龙类恐龙(coelurosaur)类似,而区别于典型的古鸟类;从羽毛上看,标本可归属于虚骨龙类中的基干手盗龙类(Maniraptora)。手盗龙类是虚骨龙类演化支,主要包括了阿瓦拉慈龙类、窃蛋龙类、镰刀龙类、近鸟类、鸟类等,这些恐龙的共同特征为细长的手臂与手掌,有着半月形的腕骨与三指形的手掌。手盗龙类中不乏一些非常小的个体,比如生活在1.6亿前的中国华北的近鸟龙,近鸟龙的体长仅34厘米,重约110克,是一种拥有飞羽的小型恐龙。伊娃标本的尺寸与近鸟龙较为接近。此外,也有极少数原始的鸟类具有长长的尾巴,如热河鸟,但是,伊娃标本尾椎腹侧明显的沟槽结构则不同于这些长尾鸟类。
 
“羽毛形态是本次研究的重点之一。”瑞安·麦凯勒教授说道。伊娃标本保存了非常精致的羽毛形态学细节,包括其尾部上羽毛与羽囊的排列方式,微米级的羽衣特征。最重要的是,这些羽毛都具有纤细的短羽干,长有交替的羽枝和连续且均匀的羽小枝,这些特征为羽枝融合形成羽轴时已具有羽小枝这一羽毛发育模型提供了依据。徐星研究员补充道:“从羽毛角度,伊娃标本要更原始一些,介于似鸟龙类与尾羽龙类之间。”
 
研究团队还通过BSRF的同步辐射X射线荧光成像获得了化石断面的微量元素分布图,其中钛、锗、锰、铁等元素的分布与化石的形态吻合度很高,蕴含着丰富的埋藏学信息。“伊娃标本的断面出现了高度富集的铁元素,近边吸收谱分析表明,其中80%以上的铁样本为二价铁,这些是血红蛋白和铁蛋白的痕迹。”黎刚博士解释道。但由于缅甸琥珀标本的年龄近1亿年,远远超过了DNA的半衰期,所以这些标本在目前的技术条件下,尚无可能获得有价值的DNA片段,因此电影《侏罗纪公园》中恐龙复活场景目前依旧只能留在科幻里。
 
“基于目前骨骼形态,我们还无法判断伊娃标本是幼年个体或成年个体,”台北市立大学运动能力分析实验室的曾国维教授告诉记者,“伊娃标本没有挣扎的迹象,也无明显的皂化外观,这表明标本很可能在被树脂包裹时已经死去,但标本并没有明显的腐败特征,说明它可能刚刚死亡,是一具相对新鲜的遗骸。至于伊娃标本的死因,目前我们还没法断定,自然死亡或被掠食者捕杀都不能排除,还需要进一步的详细研究。”
 
据悉,该研究项目得到了中国国家重点基础研究发展计划(973计划)、中国国家自然科学基金、中国科学院、加拿大自然科学和工程研究理事会、美国国家地理学会、德国洪堡基金等十余个项目的资助。

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