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森林翼龍復(fù)原圖-趙闖繪畫 |
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森林翼龍化石素描圖 |
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森林翼龍化石照片 |
中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)環(huán)球在線消息:翼龍是一類非常奇特的爬行動(dòng)物,也是第一個(gè)飛向天空的脊椎動(dòng)物。它們的體型變化很大,小到一只麻雀,大到一架大型飛機(jī),是名副其實(shí)的空中霸主。翼龍和恐龍幾乎同時(shí)在地球上出現(xiàn),在白堊紀(jì)末期的生物大絕滅事件中,又一起永遠(yuǎn)地消失了,科學(xué)家們只能通過(guò)化石的發(fā)現(xiàn)來(lái)逐漸揭開它們的神秘面紗。
2月12日出版的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院刊》(PNAS)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所汪筱林、周忠和研究員和巴西科學(xué)院的兩位科學(xué)家凱爾勒、坎普斯博士合作研究的論文,報(bào)道了發(fā)現(xiàn)于我國(guó)著名的熱河生物群的一新的翼龍化石。這件化石被科學(xué)家命名為隱居森林翼龍(Nemicolopterus crypticus),意思為隱藏在森林中的居住者,非常形象地反應(yīng)了它的樹棲生活方式。森林翼龍的體型嬌小,翼展僅25cm,大致相當(dāng)于一只燕子或麻雀大小,是世界上已知最小的翼龍化石之一。在此之前,科學(xué)家僅僅在德國(guó)發(fā)現(xiàn)過(guò)一件比它更小的出生不久的翼龍化石(翼展約18cm)。雖然新的翼龍看上去如此弱小,全然看不出空中霸主的風(fēng)采,但是科學(xué)家卻認(rèn)為,它們是那些體型巨大的進(jìn)步的鳥掌翼龍類的祖先類群。
這件標(biāo)本來(lái)自遼西葫蘆島市建昌縣要路溝下白堊統(tǒng)九佛堂組(距今約1.2億年)湖泊沉積的地層中,這里的九佛堂組分布廣泛,厚度巨大,曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量鳥類、帶羽毛恐龍等化石,是熱河生物群的重要化石分布區(qū)。
·已知最小的無(wú)齒的翼龍,也是最小的白堊紀(jì)翼龍
森林翼龍幾乎為一完整的化石骨架,保存完好精美。它的嘴巴尖長(zhǎng),嘴里的牙齒已經(jīng)完全退化消失,屬于無(wú)齒的翼龍。這類沒(méi)有牙齒的翼龍是白堊紀(jì)晚期的主要類群,而且往往體型非常巨大。森林翼龍的翼展僅為25cm,嬌小玲瓏的體型帶給人們?cè)S多關(guān)于其個(gè)體發(fā)育年齡的猜想:是剛剛出生不久的“嬰幼兒”,還是已經(jīng)成長(zhǎng)為身強(qiáng)體壯的“青少年”,或者已經(jīng)進(jìn)入成年?盡管科學(xué)家還不太清楚它的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程,但是通過(guò)與來(lái)自德國(guó)晚侏羅世索倫霍芬灰?guī)r發(fā)現(xiàn)的代表不同個(gè)體發(fā)育階段的翼龍化石的對(duì)比,他們認(rèn)為森林翼龍已經(jīng)成長(zhǎng)發(fā)育為一只能夠展翅飛翔的年輕個(gè)體。
索倫霍芬灰?guī)r是一套瀉湖環(huán)境形成的海相地層,以發(fā)現(xiàn)始祖鳥化石而著稱,這里的沉積中還發(fā)現(xiàn)大量的翼龍化石和少量的恐龍骨架如美頜龍。其中最小的一件歸于翼手龍的化石,雖然其翼展僅為18cm,但科學(xué)家卻認(rèn)為它是剛剛出生不久的“嬰幼兒”,因?yàn)樗囊恍┕趋廊缧毓呛湍_趾都還沒(méi)有完全骨化。此外,還有一些被認(rèn)為年齡相對(duì)更大的翼手龍也有許多未骨化的骨骼,尤其是腳趾和跗骨等;而在相同地區(qū)發(fā)現(xiàn)的德國(guó)翼龍的幼年個(gè)體也具有類似的未完全骨化的骨骼。然而在森林翼龍化石中,雖然代表未成年個(gè)體特征的頭蓋骨和部分頭后骨骼沒(méi)有完全愈合,但是組成化石骨架的幾乎所有的骨骼都已經(jīng)完全骨化,包括腳趾、跗骨和一些在幼年個(gè)體中很難保存也很容易破碎的骨骼如腹肋和胸骨都很好地保存下來(lái),很顯然已經(jīng)不是弱小的“嬰幼兒”了。因此,這一新的翼龍化石毫無(wú)疑問(wèn)是迄今為止發(fā)現(xiàn)的世界上最小的無(wú)齒的翼龍,也是白堊紀(jì)最小的翼龍,比發(fā)現(xiàn)于熱河生物群的未孵化的翼龍胚胎(翼展約27cm)還要小。從個(gè)體發(fā)育年齡來(lái)推斷,森林翼龍很可能是已知最小的翼龍。
·在樹上生活,以昆蟲為食
世界上發(fā)現(xiàn)的大部分翼龍化石都來(lái)自海相地層,證明翼龍主要生活在濱海環(huán)境,它們可以借助于海岸環(huán)境常具有的一些高差明顯的地貌很容易地起飛,并利用上升氣流飛翔。然而在我國(guó),甚至亞洲大陸發(fā)現(xiàn)的翼龍化石大多來(lái)自陸相地層,尤其是熱河生物群的翼龍,它們與其共生的鳥類、恐龍和哺乳動(dòng)物等一樣,都生活在湖泊森林環(huán)境。
森林翼龍具有一些此前人們?cè)谝睚埢袕膩?lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)的形態(tài)學(xué)特征,如在關(guān)聯(lián)脛骨的股骨遠(yuǎn)端一側(cè)發(fā)育股骨后突,第四趾倒數(shù)第2趾節(jié)彎曲等。其中三角形的股骨后突很可能是為了更好地附著肌肉或肌腱,連接股骨和脛骨,甚至到足部,以增強(qiáng)后肢下部和足部的運(yùn)動(dòng)能力;倒數(shù)第2趾骨強(qiáng)烈彎曲,以及趾節(jié)長(zhǎng)度最大等特征都是樹棲生活的重要形態(tài)學(xué)證據(jù),很顯然,這樣的腳趾結(jié)構(gòu)并不適應(yīng)地面的行走和奔跑。事實(shí)上,在樹棲性鳥類中,倒數(shù)第2趾節(jié)也更長(zhǎng),佐證了這類飛行爬行動(dòng)物的樹棲習(xí)性。
大部分翼龍生活在海岸和湖泊環(huán)境,它們主要以魚類為食,只有很少一部分翼龍被認(rèn)為具有樹棲生活方式,其中部分以昆蟲為食。森林翼龍是目前已知最適應(yīng)樹棲生活方式的翼手龍類。近年來(lái),在遼西、冀北和內(nèi)蒙古東南部等熱河生物群核心分布區(qū)發(fā)現(xiàn)的大量化石生物如帶羽毛的馳龍類、鳥類和哺乳動(dòng)物,其中許多都具有樹棲的生活習(xí)性。樹棲生物在熱河生物群中的大量繁盛,是它們?yōu)榱烁玫剡m應(yīng)早白堊世以遼西為代表的湖泊森林環(huán)境而進(jìn)化的產(chǎn)物。這些樹棲生物的發(fā)現(xiàn),為一些重要類群的起源、輻射和早期演化提供了翔實(shí)的化石證據(jù)。
·小型的樹棲翼龍是那些巨大的鳥掌翼龍類的祖先類群
通過(guò)分支系統(tǒng)學(xué)分析顯示,森林翼龍的系統(tǒng)關(guān)系更接近于鳥掌翼龍類,與鳥掌翼龍類組成姐妹群,但也缺少鳥掌翼龍類所具有的頭骨脊突等特征。鳥掌翼龍類包括了大部分進(jìn)步的白堊紀(jì)翼龍類群,如體型巨大的無(wú)齒翼龍(翼展往往超過(guò)6米),以及目前世界上最大的風(fēng)神翼龍(翼展可達(dá)10米以上)等。科學(xué)家認(rèn)為,那些個(gè)體龐大的鳥掌翼龍類起源于體形嬌小的、沒(méi)有牙齒而且頭部無(wú)脊突的小型樹棲翼龍。這些小型翼龍嬌小的個(gè)體很容易隱蔽在裸子植物的樹叢中以躲避大型動(dòng)物的獵殺,它們悄無(wú)聲息地飛行于樹木之間以捕捉昆蟲為食,并逐漸進(jìn)化為白堊紀(jì)晚期天空中翱翔的巨無(wú)霸。
·我國(guó)翼龍化石的重要發(fā)現(xiàn)逐漸揭開了翼龍的神秘面紗
翼龍化石最早發(fā)現(xiàn)于德國(guó),甚至比人們所熟知的恐龍化石的發(fā)現(xiàn)還早了約半個(gè)多世紀(jì),世界上最古老的翼龍化石發(fā)現(xiàn)于意大利三疊紀(jì)晚期的海相地層中。翼龍化石的記錄分布非常廣泛,在歐洲的德國(guó)、英格蘭,美洲的美國(guó)、巴西、阿根廷,亞洲的中國(guó)、蒙古、哈薩克斯坦,以及非洲坦桑尼亞等國(guó)家和地區(qū)都發(fā)現(xiàn)過(guò)重要的翼龍化石。翼龍是生物演化史上最成功的動(dòng)物之一,曾經(jīng)控制中生代天空長(zhǎng)達(dá)1.6億年之久,是真正的空中霸主。自從200多年前發(fā)現(xiàn)翼龍化石以來(lái),科學(xué)家已經(jīng)命名了大約150多種的翼龍。
人們對(duì)這類第一個(gè)成功飛向天空的神秘的爬行動(dòng)物一直充滿好奇,雖然科學(xué)家不斷有一些新的發(fā)現(xiàn),但許多問(wèn)題仍然懸而未決,如翼龍的起源、翼龍的飛行起源、翼龍的生殖和生理特征等等。近年來(lái),中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所“熱河生物群課題組”在國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體基金、國(guó)家重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目和中科院創(chuàng)新工程重大方向項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助下,通過(guò)對(duì)遼西及其周邊地區(qū)的長(zhǎng)期野外考察和大規(guī)模化石發(fā)掘,發(fā)現(xiàn)了大量的翼龍化石,為深入了解這類奇特的飛行爬行動(dòng)物提供了契機(jī)。2002年,在內(nèi)蒙古寧城發(fā)現(xiàn)的熱河翼龍不但保存很好的飛行翼膜,而且全身覆蓋毛狀結(jié)構(gòu),進(jìn)一步證明翼龍屬于溫血?jiǎng)游铮?004年,在遼西義縣發(fā)現(xiàn)了世界上第一枚翼龍蛋與胚胎化石,讓人們確信翼龍也和它的恐龍同類一樣,不但是卵生的,而且像一些相對(duì)原始的鳥類一樣具有早熟性的胚胎發(fā)育模式。從2000年至今,汪筱林和周忠和研究員在遼西朝陽(yáng)、北票、義縣等地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量翼龍化石如中國(guó)翼龍、朝陽(yáng)翼龍、飛龍、努爾哈赤翼龍和格格翼龍等,揭示遼西地區(qū)是世界上最豐富和最重要的翼龍化石產(chǎn)地。森林翼龍等化石的發(fā)現(xiàn),證明遼西地區(qū)在包括鳥掌翼龍類在內(nèi)的進(jìn)步翼龍的進(jìn)化中起著非常重要的作用,是一些主要翼龍類群的起源中心。(中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所 供稿)