财新传媒
位置:博客 > 知识分子 > 从1亿年前的恐龙蛋中,洞悉翼龙独特的发育史

从1亿年前的恐龙蛋中,洞悉翼龙独特的发育史

撰文 | 郭    林
责编 | 叶水送
 
● ● ●
 
天山哈密翼龙是中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员汪筱林与其领衔的国际团队于2014年发现并命名的新物种,出土于新疆哈密地区早白垩纪地层中。当时伴随骨骼化石一起出土的还有5枚三维立体保存的翼龙蛋,而以前只在阿根廷发现过立体的翼龙蛋。在我国辽西地区还出土过三枚,但都是二维的,因为被严重的挤压变形了。 
 
最近,汪筱林团队有了新的发现。继以上9枚翼龙蛋以后,我国史无前例地发现了大量三维立体保存的翼龙蛋,数量多达215枚,研究人员通过CT以及显微观察发现翼龙独特的发育过程。相关研究发表在最新一期的Science杂志上。
 
 
这些翼龙蛋出土于一个面积约为3.28平方米的砂岩沉积中,蛋体的长轴并没有具体的指向,但能看出是产卵后被搬运而来的。蛋壳的表面能看到被挤压的网纹和开裂,尽管大多数蛋是完整的,但是在埋藏期间,砂岩会顺着裂隙进入蛋壳,也就这样完整地保存下了三维立体的翼龙蛋。这些数目庞大的蛋肯定是不同雌性恐龙产下的,其大小相似,可说明翼龙体型变异范围较小。
 
在这些蛋中,研究者通过CT断层扫描或者显微观察的方法,发现其中有42个蛋能观察到其中的内部结构,其中16个(38%)蛋有胚胎的痕迹,骨骼颜色发白,沿着蛋壳分布,其中长骨的直径在0.56-1.40毫米之间,大多数都小于1毫米,长骨骨干的皮质厚度在0.15-0.20毫米之间,颅骨部分更薄。不过由于复杂的埋藏环境和条件,没能保存下完整的胚胎。
 
重建胚胎的发育阶段非常复杂,虽然材料提供的证据有限,但研究人员仍能通过一些细节,发现天山哈密翼龙的胚胎发育,让人大开眼界。
 
其中第12号胚胎结构最复杂,它保存了部分翼翅和颅骨,包括一个完整的下颌骨。但是CT扫描没能展示出更多的可能隐藏在内部的颅骨碎片,其露出围岩表面的骨骼也难以与围岩分辨开来,这表明了其颅骨刚刚开始骨化,颅骨的发育要晚于长骨(肢骨)和脊柱。其翅膀的部分已具备了骨化的骨干,但比如肱骨和翼掌骨等部位,还没有形成关节。
 
另2个胚胎中掌骨虽然很细,但已骨化,接近腕骨,其上没能观察到伸肌附着点,这表明了在孵化阶段,这些骨骼才刚刚开始骨化,结合对其胸肌在肱骨骨干上的附着点,和肩胛骨的形态研究,科学家推断新生的翼龙可能还不会飞,但其股骨已经发育得很好。后肢发育明显快于前肢,小翼龙在出生后不久,下肢就可以起到支撑作用,可以行走活动。但它出生后,还需父母照料一段时间。
 
对于其中一些胚胎肢骨的骨骼的组织学研究,我们估计,其中有一个翼龙的年龄至少有2岁了,它在死亡的时候还处于发育期,这一现象支持了翼龙有漫长的孵化期说法。 
 
对于蛋化石的埋藏情况进行分析,研究人员认为,曾经在产卵区有一次强烈的风暴,把翼龙蛋卷入湖中,蛋在水面漂浮的过程中聚集起来,并最终和骨骼碎片一起沉积下来并被埋藏。只有在如此特殊和苛刻的环境下才能保存脆弱的翼龙蛋,这也许解释了为什么相比其他爬行类来说,有胚胎记录的翼龙蛋实在是极为稀少。
 
此次,大量的蛋化石和出土的骨骼表明,翼龙营群居生活。根据骨组织可发现,小翼龙当时处于不同的发育期。此次考古发现,是天山哈密翼龙集群营巢行为的有力证据。
 
相关文章
Wang XL, et al. Egg accumulation with 3D embryos provides insight into the life history of a pterosaur. 2017. Science. 10.1126/science.aan2329.
推荐 1