登上 Nature 封面！“恐龍獵人”發(fā)現(xiàn)史上最小恐龍，刷新人類對(duì)鳥類進(jìn)化的認(rèn)知

本文作者：付靜

2020-03-13 17:52

導(dǎo)語(yǔ)：鳥類的小型化比科學(xué)家先前所認(rèn)為的要早得多。

這是我研究過(guò)的最奇怪的化石。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2020 年 3 月 11 日，《自然》雜志（Nature）發(fā)表了一篇名為 Hummingbird-sized dinosaur from the Cretaceous period of Myanmar（緬甸白堊紀(jì)蜂鳥大小的恐龍）的研究論文。3 月 12 日，這篇論文登上了當(dāng)期《自然》雜志封面。Nature News 和 Science News 也報(bào)道了該研究。

研究團(tuán)隊(duì)表示，在緬甸白堊紀(jì)琥珀中發(fā)現(xiàn)了一只有史以來(lái)最小的恐龍，這一成果無(wú)疑對(duì)理解恐龍與古鳥類的演化（特別是小型化動(dòng)物的形態(tài)演化）有著重要意義。

雷鋒網(wǎng)了解到，這項(xiàng)研究由青年古生物學(xué)者、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）邢立達(dá)副教授領(lǐng)銜，中美加三國(guó)學(xué)者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合——成員還包括中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所外籍研究員鄒晶梅、美國(guó)洛杉磯自然史博物館 Lars Schmitz 博士、中科院高能物理所研究員黎剛、洛杉磯自然史博物館恐龍研究院院長(zhǎng) Luis M. Chiappe 教授、加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館 Ryan C. McKellar、中科院北京綜合研究中心易棲如博士。

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史上最小的恐龍

在地質(zhì)學(xué)中，「地質(zhì)時(shí)代」是一個(gè)基本的概念，共有宙、代、紀(jì)、世、期、時(shí) 6 個(gè)單位。其中，顯生宙是一段“看得見(jiàn)生物的年代”，可細(xì)分為三個(gè)地質(zhì)時(shí)代，其中之一便是中生代（the Mesozoic era）。按時(shí)間順序，中生代又分為三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)這 3 個(gè)可能大部分人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)的時(shí)期。

此次，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的琥珀被認(rèn)為是中生代（大約 2.5 億到 6500 萬(wàn)年前）白堊紀(jì)已知最小的恐龍化石，該化石在緬甸發(fā)現(xiàn)，只有 31.5 吋寬，含有完整的鳥（廣義的恐龍包括鳥類）的頭骨。

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實(shí)際上，雷鋒網(wǎng)從邢立達(dá)博士的微信公眾號(hào)“恐龍獵人邢立達(dá)”了解到，此研究面臨的首個(gè)挑戰(zhàn)便是無(wú)損地獲得被琥珀、皮毛和雜質(zhì)層層包圍的頭骨的完整的高分辨率的 3D 信息：

黎剛團(tuán)隊(duì)使用上海光源（SSRF）的硬 X 射線成像線站和他們?cè)诒本┩捷椛溲b置（BSRF）研制的高調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）高效率硬 X 射線探測(cè)器，針對(duì)該標(biāo)本的特點(diǎn)，制定了最優(yōu)化的硬 X 射線相襯 CT 掃描方案。用單色化的高能量X射線和高效率的探測(cè)器，避免輻射損傷，實(shí)現(xiàn)無(wú)損成像；用相干 X 射線的相位襯度和探測(cè)器的高 MTF，實(shí)現(xiàn)高靈敏度成像；用高分辨率探測(cè)器、偏軸 CT 掃描和虛擬拼接等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)且高分辨率的 3D 成像。再經(jīng)過(guò)相位恢復(fù)、斷層重建、數(shù)據(jù)融合和特定結(jié)構(gòu)的虛擬分割，最終無(wú)損的獲得了隱藏在琥珀內(nèi)部的頭骨的高分辨率高對(duì)比度的 3D 結(jié)構(gòu)。

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【頭骨計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描】

基于上述技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的主要特征及相應(yīng)推測(cè)如下：

頭骨本身只有 14.25 毫米長(zhǎng)，研究人員估計(jì)這種動(dòng)物重約 2 克，其大小與當(dāng)前存活的世界上最小的鳥吸蜜蜂鳥（Mellisuga helenae）是世界上最小的鳥之一）相仿；
眼睛從頭骨的兩側(cè)突出，眼眶巨大，同時(shí)瞳孔較小，表明這種鳥類可活躍于光照充足的白天；
喙部尖銳，牙齒密集（雷鋒網(wǎng)注：現(xiàn)代鳥類沒(méi)有牙齒），上頜每側(cè)有 18–23 顆牙齒，齒骨每側(cè)有 29–30 顆牙齒，全部牙齒加起來(lái)約有 100 顆，這說(shuō)明這種動(dòng)物是食肉動(dòng)物，主要捕食昆蟲和其他小型無(wú)脊椎動(dòng)物。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這種動(dòng)物的骨骼特征有些部分類似恐龍，有些部分像高級(jí)鳥類，無(wú)法將其歸入確切的類別。

因此，學(xué)者為其建立了新屬新種，名為「寬婭眼齒鳥」（Oculudentavis khaungraae），其中“寬婭”是種名，用以致敬最初發(fā)現(xiàn)并征集此標(biāo)本的緬甸琥珀收藏家寬婭女士；而由于其眼眶巨大、牙齒密集，故屬名為“眼齒”。

刷新對(duì)鳥類進(jìn)化的認(rèn)知

據(jù) Nature News 報(bào)道稱，這塊琥珀于緬甸北部克欽邦被發(fā)現(xiàn)，由大約 9900 萬(wàn)年前菊科植物的樹脂形成。此前研究人員在緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)了各種各樣的無(wú)脊椎動(dòng)物和小型脊椎動(dòng)物，包括蜥蜴和鳥類。保存在這種材料中的標(biāo)本正迅速成為研究恐龍時(shí)代微小脊椎動(dòng)物的一種特殊方法。

正如上文所述，當(dāng)前很難明確寬婭眼齒鳥與其他恐龍和鳥類之間的進(jìn)化關(guān)系，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)分析提出了兩種可能性：

屬于白堊紀(jì)（大約 1.45億到 6600 萬(wàn)年前）最常見(jiàn)的反鳥類（enantiornithines）；
或者，與恐龍有更密切的關(guān)系，幾乎位于白堊紀(jì)鳥類和始祖鳥（侏羅紀(jì)時(shí)期的標(biāo)志性有翼恐龍）之間的進(jìn)化樹的中間。

另外，就這種大小的化石來(lái)說(shuō)，它保存得格外完好，其大小意味著鳥類的小型化比科學(xué)家先前所認(rèn)為的要早得多——鳥類起源于侏羅紀(jì)晚期（大約 2.01 億到 1.45 億年前），不久它們就已經(jīng)開始出現(xiàn)小型化的趨勢(shì)，并達(dá)到了它們的最小體型（如下圖）。

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美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家 Amy Balanoff 也表示：

這是一個(gè)真正令人驚奇的標(biāo)本?；涗浧蛴诖笮蜕?，它們更容易保存在沉積巖中。如果研究團(tuán)隊(duì)的解釋成立，這便是現(xiàn)代鳥類的生態(tài)和形態(tài)多樣性可追溯到很久以前的證據(jù)。但無(wú)論如何，這塊化石意義重大。

可見(jiàn)，即使是一塊小小的化石，也能極大地促進(jìn)我們對(duì)地球生命歷史的理解。

同時(shí)，論文作者之一鄒晶梅也表示會(huì)對(duì)該化石做進(jìn)一步的研究，例如在保存下來(lái)的軟組織中尋找生物分子，不過(guò)這項(xiàng)工作需要以不損害標(biāo)本的技術(shù)為基礎(chǔ)。

“恐龍獵人”邢立達(dá)

此外，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）官方稱，2016 年中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）的排名在當(dāng)年的《泰晤士高等教育》（Times Higher Education，THE）中國(guó)高校排名榜單中提升迅猛，其中一個(gè)重要原因便是上述論文作者邢立達(dá)博士畢業(yè)并留校，顯著提高了該校學(xué)術(shù)研究成果。

雷鋒網(wǎng)注意到，邢立達(dá)博士高中時(shí)期便創(chuàng)建了中國(guó)大陸第一個(gè)恐龍網(wǎng)站“恐龍網(wǎng)”，隨后分別在加拿大艾伯塔大學(xué)和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）取得古生物學(xué)碩士、博士學(xué)位。

2017 年 6 月 22 日，《科學(xué)》雜志（Science）“人物”（Features）欄目以三個(gè)整版的篇幅報(bào)道了邢立達(dá)團(tuán)隊(duì)的研究工作，報(bào)道名為 The footprints of giants（巨龍的足跡）。

2018 年 7 月 18 日，邢立達(dá)博士團(tuán)隊(duì)的論文也曾發(fā)表于 Science Advances 雜志，其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè) 9900 萬(wàn)年前被琥珀封存的蛇，這也是世界首個(gè)蛇類琥珀。

實(shí)際上，邢立達(dá)博士的研究成果此前還登上過(guò)《科學(xué)》雜志（Science）封面——2019 年 5 月 24 日，《科學(xué)》雜志報(bào)道了邢立達(dá)博士團(tuán)隊(duì)對(duì)緬甸琥珀的研究，講述了中國(guó)科學(xué)家搶救琥珀的故事。

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