出品:科普中国
作者:张立召(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)
监制:中国科普博览
中国是世界上发现恐龙种类最丰富的国家,截止目前已经发现三百多种恐龙,其中在辽宁发现64种,内蒙古40种,四川33种,新疆25种……
但前几天,福建省也发现了第一只恐龙,实现了从零到一的突破。而且不鸣则已一鸣惊人,这只龙兼具恐龙和鸟的特征,是比恐龙和鸟化石难找一百倍的鸟翼类恐龙。
9月6日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与福建省地质调查研究院在《Nature》杂志上报道了这个发现,并且将这只恐龙命名为**“奇异福建龙”,它是世界上侏罗纪最晚期和所处地理位置最南的鸟翼类恐龙。
奇异福建龙哪里“奇异”了,关于它的发现和研究有哪些故事,我们从这个成果中又能学到什么?
鸟翼类家族成员(图片来源:wikipedia)
什么是鸟翼类?
一般人对蜥脚类、兽脚类、鸟脚类,甚至暴龙类、鸭嘴龙类这些经常性的恐龙分类都能理解,但鸟翼类代表哪些恐龙呢?
鸟翼类是早期从兽脚类恐龙分化而来的一个演化分支,它们的形态已和现代鸟类非常相近,但嘴上还保持牙齿和翅膀上还有爪子。代表性成员是生存于侏罗纪晚期发现于我国北方1.6亿年前的赫氏近鸟龙,以及德国1.5亿年前始祖鸟。
福建龙与近鸟龙、始祖鸟不同的是,福建龙生活在南方,后二者生活在北方,并且在鸟翼类家庭成员中,福建龙的居住地最靠南。此外,福建龙生存年代距今1.48—1.5亿年,比近鸟龙、始祖鸟还要晚一些,接近到侏罗纪最晚期了。
奇异福建龙化石标本及骨骼素描图(图片来源:王敏供图)
始祖鸟化石标本(图片来源:柏林标本,H. Raab供图)
赫氏近鸟龙化石标本(图片来源:国家自然博物馆)
“奇异”的后肢结构
奇异福建龙股骨短,胫骨和蹠骨细长。
说白了就是大腿特别短、小腿特别长,并且小腿长度几乎是大腿的两倍,这个比例超出了目前已知的兽脚类恐龙。小腿长就跑步快,比如现生的鸵鸟,虽然不能飞,但打开翅膀跑起来很快。根据后肢比例粗算一下,福建龙的“跑分”比善于奔跑的伤齿龙、驰龙和暴龙类都要高,非常适合陆地上生活。
另外,水中觅食的涉禽类小腿也特别长,比如常见的鹤、鹳,所以福建龙也可能适合生活在浅水生态环境中。总之,奇异福建龙要么是能在地上跑的很快,要么是可以在水边闲庭信步。
福建龙(Fujianvenator)得分最多,表明跑的最快(图片来源:王敏供图)
镶嵌演化的骨骼形态
福建龙的骨骼呈现高度镶嵌演化的形态特征。“镶嵌演化”是古生物研究上经常用到的名词,祖先生物带着原始的特征,现生生物带着进步的特征,如果原始与进步特征在一个古生物身上同时出现,表明它身体各个部位分别演化,各顾各的,没有拉着手一起进步,这就是镶嵌演化。
比如,电影里的吸血鬼,犬齿(虎牙)特别长,但臼齿(磨牙)还是那么平,就可以说吸血鬼的牙齿具有镶嵌演化特征。因为对于人来说犬齿长是原始特征、臼齿平是进步特征,吸血鬼的原始和进步特征共存了。
回到奇异福建龙身上,它的镶嵌演化体现在:前肢与始祖鸟相似,腰带的耻骨和坐骨又分别具有伤齿龙类和近鸟龙的典型特征,后肢也像几种不同的恐龙积木拼凑出来的一样,这也是很“奇异”的。
化石标本的遗憾
福建龙化石标本的一点点遗憾是头骨缺失。头骨是化石生物最重要的部分,有了头骨,研究者可以得到更多线索,花费更多的时间,讲更多曾经发生的故事。
但现实中,头骨较身体其他部位骨骼更加难找,在野外考察工作中常常看到肋骨、肢骨、椎体或者捡到牙齿,但头骨不知所踪。最难找的头骨,蜥脚类恐龙应该算一个,比如马门溪龙,十几米长的身子,头骨还没有一个枕头大。20世纪五六十年代发现的建设马门溪龙、合川马门溪龙化石都没有头骨,当时为了完整装架,还借用了梁龙的头骨装上去。
但奇异福建龙的重要性太强了,即使缺失头骨仍然有不可估量的研究价值。如果以后野外发掘工作中能找到头骨,就又会是一次重要发现,福建龙的面貌可能被改写。
奇异福建龙和政和生物群生态复原图(图片来源:赵闯绘图)
缺少头骨,福建龙的复原图如何绘制?
福建龙化石没有找到头骨,复原图是怎么画的?答案是参考同属鸟翼类,始祖鸟、近鸟龙、晓廷龙标本都很完整,保存了羽毛痕迹,并且根据化石黑素体重建了近鸟龙羽毛的颜色。
所以,在这张很棒的生态复原图上,福建龙身披羽毛,顶着一个高高的头冠,绚丽多彩,与近鸟龙红色的头冠相得益彰。它脚踏刚捕获的离龙,张开拔丝的大嘴,宣誓猎物的归属。
图中此情此景,不远处的龟鳖类瑟瑟发抖,远处火山喷发,冒出徐徐烟雾,火山灰慢慢沉降在湖水里,形成了凝灰岩。凝灰岩埋藏了沉到湖边的生物尸体,最终形成化石。亿万年后,一支科考队手劈石板,提取化石周边的凝灰岩样本用于锆石U-Pb测年,得到福建龙生存的年代,距今1.48—1.5亿年。
野外发掘出的政和生物群化石(图片来源:王敏供图)
结语
南政和、北燕辽,互为犄角。侏罗纪晚期,我国北方燕山运动强烈,造就了诸多山脉与盆地。在辽宁、内蒙、河北三省交界处的盆地中,一个古老湖泊沉积地层中记录着一个曾经生机勃勃的动物群,活跃着赫氏近鸟龙、宁城树息龙、胡氏耀龙、热河翼龙、远古翔兽、天义初螈……,这就是北方的燕辽动物群。
时光如梭,斗转星移,1000万年过去,到了侏罗纪最晚期,我国南方地区受古太平洋板块俯冲,构造运动强烈,形成广泛分布的断陷盆地,并且伴随经常性的火山喷发。
在福建政和县地区的盆地,一片湖泊及沼泽沉积地层中,也记录了一群曾经活跃的生物,包括鱼类、龟鳖、离龙和鸟翼类恐龙等,我们今天叫它“政和生物群”。
南北这两个动物群,是我国仅有的侏罗纪晚期鸟翼类恐龙动物群,据此可以推测在南北之前还生活过很多类似的动物群,要我们靠时间和耐心去发现。
福建第一龙发掘团队合影(图片来源:冯文清 供图)