最早的恐龍蛋并非“軟殼蛋”
最早的恐龍蛋是“硬殼蛋”還是“軟殼蛋”?2020年美國自然歷史博物館古生物學家馬克·諾雷爾等學者在《自然》發(fā)文稱,恐龍的共同祖先所產(chǎn)的蛋是“軟殼蛋”。
近日,中國地質大學(武漢)聯(lián)合貴州省博物館、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、云南大學等共同完成了一項研究。其結果表明,最早的恐龍蛋既不是“硬殼蛋”,也不是“軟殼蛋”,而是介于二者之間的“革質蛋”。日前,相關成果發(fā)表于《國家科學評論》。
恐龍家族又“添丁”
我國科研團隊的這篇論文報道了貴州省安順市平壩區(qū)發(fā)現(xiàn)的早侏羅世(約1.9億年前)特異埋藏的恐龍化石群。該恐龍化石群發(fā)現(xiàn)于1999年,由貴州省博物館、平壩縣文物管理所聯(lián)合發(fā)掘。2016年,貴州省博物館組織專家對該材料進行了詳細研究。
“平壩恐龍化石群包括至少3個成年個體和5窩恐龍蛋化石,多數(shù)恐龍蛋處于胚胎發(fā)育晚期階段,是目前世界上最早的‘蛋和成體保存在一起’的恐龍化石。其中的恐龍蛋保存有迄今發(fā)現(xiàn)最早的較完整蛋殼結構,為研究恐龍蛋的起源和演化提供了重要依據(jù)。”論文第一作者、中國地質大學(武漢)副教授韓鳳祿說。
新發(fā)現(xiàn)的恐龍化石產(chǎn)自自流井組的紫紅色粉砂質泥巖中,生活在約1.9億年前,是一類兩足行走的植食性蜥腳型類恐龍。平壩恐龍化石保存有較完整的頭骨和頭后骨骼材料,具有不同于其他蜥腳型類恐龍的獨有特征組合,研究人員據(jù)此建立了一新屬種——守護黔龍。這也是貴州省首次正式命名的恐龍。
“黔”指貴州省,“守護”意指該恐龍成體與胚胎關聯(lián)保存,可能具有照顧后代的行為。根據(jù)保存的材料估算,守護黔龍的成體體長可達6米以上、體重可達1噸。系統(tǒng)發(fā)育分析表明,守護黔龍和之前云南發(fā)現(xiàn)的云南龍具有較近的親緣關系,處于從早期蜥腳型類向蜥腳類演化的過渡階段。
“軟殼蛋”結論存疑
古生物領域的傳統(tǒng)認知是,最早的恐龍和現(xiàn)代鳥類一樣產(chǎn)“硬殼蛋”。
2020年,馬克·諾雷爾等學者利用統(tǒng)計學方法推測,恐龍的共同祖先所產(chǎn)的是“軟殼蛋”。他們認為,“古老的恐龍產(chǎn)下了難以保存的‘軟殼蛋’,這也解釋了為何古老恐龍蛋的化石十分少見”。相關研究成果發(fā)表于《自然》,引起很大反響,被很多人采信。
中國研究團隊此次發(fā)現(xiàn)的最大的守護黔龍蛋窩中有16枚蛋,但是蛋窩破損的邊緣說明其并不完整,表明其數(shù)量應該更多。通過對不同蛋窩化石的骨骼發(fā)育程度進行觀察和評估,研究人員發(fā)現(xiàn)它們都處于相似的發(fā)育階段,可能同時孵化出殼。這種同步孵化類似于現(xiàn)代的海龜,有利于個體逃避捕食者的獵殺,提高后代存活率。研究人員詳細對比了胚胎和成體的骨骼特征,并估算了前肢和后肢骨骼的長度比值,發(fā)現(xiàn)守護黔龍個體發(fā)育過程中可能存在從四足到兩足行走姿勢的轉變。
更為重要的是,他們發(fā)現(xiàn)守護黔龍蛋并非“軟殼蛋”。
論文共同第一作者、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所博士余逸倫在接受《中國科學報》采訪時表示,守護黔龍蛋化石整體呈圓形、橢圓形,保存了鈣質蛋殼。掃描電鏡和拉曼光譜等多種分析顯示,守護黔龍蛋殼具有類似于其他恐龍的蛋殼結構和鈣質層,表現(xiàn)出了蛋殼邊緣銳利等硬蛋殼特征。同時,守護黔龍蛋也表現(xiàn)出了一些“革質蛋”的特征,如蛋表面有一些凹坑。
“硬殼蛋”“革質蛋”和“軟殼蛋”的蛋殼碎裂程度不同。研究人員發(fā)現(xiàn),守護黔龍蛋殼的破碎程度與“革質蛋”類似。該研究也指示了其他早期蜥腳型類恐龍,如大椎龍、鼠龍和祿豐龍的蛋可能都是“革質蛋”。
這一發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了美國學者的“軟殼蛋”結論,而且挑戰(zhàn)了恐龍和現(xiàn)代鳥類一樣下“硬殼蛋”的傳統(tǒng)假設,為最早恐龍蛋殼的形態(tài)提供了新見解。
提出“革質蛋”新說
《中國科學報》了解到,為搞清楚這一問題,中國研究團隊歷時8年,在前人的基礎上收集了爬行動物210個類群,并對所有類群的蛋殼類型和蛋殼厚度等指標進行了統(tǒng)計,建立起迄今最大的爬行動物數(shù)據(jù)庫。
余逸倫告訴《中國科學報》,守護黔龍的發(fā)現(xiàn)具有多重意義。
其一,守護黔龍蛋殼保存了完整的微觀結構,如此精細的保存在已報道的基干蜥腳型類恐龍中是絕無僅有的,其發(fā)現(xiàn)填補了重要的數(shù)據(jù)空白。其二,守護黔龍屬于比鼠龍更為原始的蜥腳型類,其系統(tǒng)發(fā)育位置更靠近恐龍的最近共同祖先。這就意味著守護黔龍的蛋殼形態(tài)更接近恐龍祖先的蛋殼狀態(tài)。其三,中國科學家綜合蛋的整體形態(tài)、破碎狀態(tài)、鈣質層相對厚度等多種證據(jù),界定了恐龍及其他類群的蛋殼狀態(tài),并在分析中使用了更為復雜的演化模型,最終確定最早的恐龍蛋是“革質蛋”——它們外殼柔軟似皮革,柔韌不易碎。
“鱷類、恐龍和翼龍在演化的過程中,蛋的相對大小均呈遞增趨勢。在蛋的形態(tài)變化上,最早的恐龍蛋為亞圓形或橢圓形,獸腳類恐龍蛋明顯有延長的趨勢。另外,我們還發(fā)現(xiàn),大多數(shù)爬行類恐龍在演化過程中均有蛋殼增厚趨勢?!表n鳳祿表示。
專家認為,守護黔龍這項研究得出的“革質蛋”新結論,挑戰(zhàn)了美國學者先前提出的恐龍起源于“軟殼蛋”的理論,刷新了很多人對早期恐龍蛋形態(tài)學的認知,為人們科學認識恐龍蛋的演化和恐龍的繁殖策略提供了新依據(jù),對于古生物(尤其是爬行動物)的生命演化研究具有重要意義。(李思輝 王俊芳,胡珉琦對本文亦有貢獻)
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