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古生物学家在琥珀中发现古鸟类新物种

7月11日,中外科学家团队在北京宣称,他们首次在缅甸琥珀中发现古鸟类新物种,对我们理解古鸟类的行为和演化有重要的意义。该研究由中国地质大学(北京)邢立达副教授领衔,加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安·麦凯勒教授,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所美籍研究员邹晶梅,中国科学院动物所雷富民研究员、白明副研究员,美国洛杉矶自然史博物馆恐龙研究院院长路易斯·恰普教授、内森·卡罗尔博士,澳大利亚新英格兰大学胡晗博士等学者共同研究。研究论文发表于《细胞》出版集团旗下的生物学著名刊物《当代生物学》。

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琥珀鸟标本全貌,上方可看到暴露的羽毛

此次发现的琥珀化石产自缅甸北部克钦邦胡冈谷地,地质学家对该矿区的火山灰测定后发现,这里的琥珀形成于约9900万年前,属于白垩纪晚期的最早期,因此这里被认为是人类能一窥真实白垩纪世界的唯一窗口。在2016年,邢立达团队在胡冈谷地首次发现了世界上首例琥珀中的古鸟类和恐龙包裹体,引起国内外媒体的轰动,此后,邢立达团队又取得一系列重要的发现,如琥珀中首次蛇类记录等。

鸟类是全世界生物多样性最为丰富的脊椎动物之一,大约有10500个种。在近1.5亿年漫长的演化历史中,共历经了白垩纪和新生代两次辐射演化,其中的白垩纪是鸟类演化的重要阶段,记录了鸟类如何从恐龙演化的过程。“胡冈谷地的鸟类琥珀包裹体较为丰富,对我们了解鸟类演化帮助很大。”路易斯·恰普教授说。

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琥珀鸟羽毛特写

此次科学家发现的包裹古鸟类的琥珀非常小,长约3.5厘米,重5.5克,显微CT为这么小的标本提供了详细的、立体的三维解剖结构,这在传统的古鸟化石中是难以实现的。中国科学院动物所副研究员白明表示,这件标本的骨骼保存非常好,重建之后的脚部栩栩如生,通过对CT数据的重建、分割和融合,邢立达团队最终无损得到了所有骨骼的高清3D形态,他介绍道:“重建的数据表明,此次发表的标本是一只非常特别的古鸟类的腿部,记录了其不凡的骨骼形态学。”

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琥珀鸟足部特写,可看到极长的第三趾

该标本的形态学特征,如第II跖骨滑车最宽,第IV跖骨滑车缩小为单个髁突等特征,都常见于反鸟类,综合诸多特征的分支系统学分析也表明该标本属于反鸟类。该标本最特别的地方是,其各个趾骨的长度非常特别,其第III趾最长,约9.8毫米,比跗跖骨长20%,而第I趾和第II趾的长度非常接近,前者是后者长度的86%,第II趾的长度为第III趾的59%,这些比例组合不同于任何其他中生代鸟类乃至现生鸟类。而且由于该标本的近端跗骨与胫骨,远端跗骨与跖骨的完全融合,所以属于亚成年到成年个体。

基于以上各种特征,古生物学家将标本定为新属新种,属名为琥珀鸟,意为琥珀中的鸟类,种名为陈光琥珀鸟。据悉,这是科学界首次命名琥珀中的鸟类新物种。

标本的拥有方,腾冲虎魄阁博物馆馆长陈光先生回忆道,“2016年,当时我在琥珀矿区附近,矿工给我展示了这件标本,我当时觉得这小动物的趾头太长了,不像小鸟,反而和当地常见的蜥蜴脚趾头类似。邢立达博士与我有密切的合作,研究过我发现的完整雏鸟琥珀,他看到这件新标本之后非常吃惊,确定是鸟足,而且是特别奇怪的标本!”

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腾冲虎魄阁博物馆馆长陈光

由于琥珀的特殊保存条件,琥珀鸟的软组织也保存得非常好,学者在镜下观察到其角质鳞丝状羽稀疏分布于趾骨的背侧表面,此外还有左翼尖的羽毛区域,包括了初级飞羽和次级飞羽暴露在琥珀的表面。

“此前古生物学家描述的胡冈谷地古鸟类都是幼鸟,琥珀鸟是当地首次发现的亚成或成年古鸟类个体。”邹晶梅表示,“琥珀鸟的鉴定特征是第III趾的显著延长,这是在任何中生代鸟类中都没有观察到的现象,加上其大型的弯曲的爪子,相当长的第I趾,都强烈暗示着这是一种树栖的适应特征。”

当问及琥珀鸟可能的习性时,邢立达表示:琥珀鸟的体型娇小,从保存的腿部长度约3厘米来推断,其体长要比麻雀还小不少。在没有现生的类似鸟类对比的情况下,琥珀鸟这种延长的第III趾的功能难以确定,增强的脚部抓取能力可能是对树栖更好的适应,但如果结合可以用来感知的角质鳞丝状羽来判断,这还可能于捕食专业化有关,比如马达加斯加指猴,其中指和无名指非常纤细,常用来敲击树木,定位蛀虫,并将其抠取出来吞食。琥珀鸟的角质鳞丝状羽在第III趾上最长且最健壮,可能起到增加长脚趾作为蛀虫探测器,并采用类似指猴取食策略。

这种特殊的小型古鸟类当时就生活在缅甸北部潮湿的热带环境中,不幸被柏类或南洋杉类针叶树所流下的树脂包裹,在漫长的地质年代中形成琥珀,并一直保存至今。包裹它的琥珀就像时光胶囊一样,将其独特的足趾形态栩栩如生地展示给今日的人们,进一步阐明了白垩纪反鸟的辐射演化,揭示了鸟类曾经利用但后来抛弃的,一些可能的捕食策略。

THE END
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