史前“空中霸主”的 嬰兒期如此獨(dú)特

你能想像到嗎?在遠(yuǎn)古時(shí)代，地球大陸上主要由兩種動(dòng)物統(tǒng)治著：陸地上恐龍稱霸，天空中翼龍稱王。對(duì)于恐龍，我們見到的化石太多了，但翼龍化石所見甚微，因?yàn)槿澜绨l(fā)現(xiàn)的翼龍化石數(shù)量太少了。

新疆哈密首現(xiàn)翼龍三維胚胎化石。通過(guò)掃描這些化石，科學(xué)家描繪出這個(gè)曾經(jīng)統(tǒng)治天空的爬行動(dòng)物嬰兒期的生活畫面。

北京時(shí)間12月1日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表了一項(xiàng)由中國(guó)和巴西科學(xué)家共同完成的有關(guān)翼龍的研究成果?？茖W(xué)家在全球首次報(bào)道了來(lái)自中國(guó)新疆哈密的三維立體的翼龍胚胎化石，據(jù)此，科學(xué)家對(duì)翼龍胚胎進(jìn)行了科學(xué)分析，并詳細(xì)描述了翼龍胚胎發(fā)育和幼年時(shí)的行為等細(xì)節(jié)。

翼龍?jiān)缬邙B類7000萬(wàn)年飛向天空

翼龍不是恐龍，但它是恐龍的近親，與恐龍生活在同一時(shí)代，是第一個(gè)飛向藍(lán)天的爬行動(dòng)物。翼龍和恐龍都起源于約2.2億年前的晚三疊世，絕滅于6500萬(wàn)年前的白堊紀(jì)末期。當(dāng)恐龍占據(jù)著陸地時(shí)，翼龍控制著天空。它是一類非常奇特的最不像爬行動(dòng)物的爬行動(dòng)物。

1784年，意大利學(xué)者科利尼報(bào)道了在德國(guó)發(fā)現(xiàn)的第一件翼龍化石時(shí)，不能確定它屬于哪一類動(dòng)物。直到1801年，法國(guó)著名的比較解剖學(xué)家居維葉才鑒定它為翼龍，歸于爬行動(dòng)物。事實(shí)上，翼龍化石的發(fā)現(xiàn)比恐龍還早半個(gè)多世紀(jì)。即便如此，直到很多年以后，翼龍究竟屬于哪類動(dòng)物也一直有爭(zhēng)議，甚至有人認(rèn)為翼龍的兩個(gè)翅膀不是用來(lái)飛行的而是在水中游泳的。

翼龍比鳥類早了約7000萬(wàn)年飛向天空，大約在三疊紀(jì)晚期一出現(xiàn)就開始適應(yīng)空中生活，在地球上成功地生存了約1.6億年。翼龍為了適應(yīng)飛翔的需要，具有許多類似鳥類的骨骼特征，如頭骨多孔，骨骼細(xì)長(zhǎng)中空輕巧，胸骨及其龍骨突發(fā)達(dá)等等。

迄今為止，世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并命名了約150種的翼龍化石。翼龍的個(gè)體大小和形態(tài)差異非常大，上世紀(jì)70年代在美國(guó)得克薩斯州發(fā)現(xiàn)的翼手龍化石，兩翼展開約12米，寬度像一架戰(zhàn)斗機(jī)，而小者則形如麻雀，如2011年中科院古脊椎所研究員汪筱林等在我國(guó)遼西發(fā)現(xiàn)的森林翼龍的翼展僅有25厘米。

哈密發(fā)現(xiàn)史前翼龍“伊甸園”

2005年，中科院古脊椎所的邱占祥和王伴月研究員在新疆哈密考察時(shí)，與時(shí)任哈密文物局局長(zhǎng)亞合甫江等在野外發(fā)現(xiàn)了幾小塊破碎的化石骨骼，兩位古哺乳動(dòng)物學(xué)家認(rèn)為這可能屬于翼龍化石。回京后，他們將破碎的骨骼交給汪筱林鑒定，確認(rèn)此為翼龍化石。哈密翼龍的發(fā)現(xiàn)與研究大幕就此拉開。

通過(guò)汪筱林團(tuán)隊(duì)十多年的野外科考，哈密成為目前已知的世界上分布面積最大和最富集的翼龍化石產(chǎn)地。

2014年，團(tuán)隊(duì)首次披露了他們?cè)谙掳讏捉y(tǒng)地層中發(fā)現(xiàn)了約40個(gè)同一屬種的雌、雄翼龍個(gè)體和5枚三維立體保存的翼龍蛋化石。

當(dāng)年，《細(xì)胞》旗下的《現(xiàn)代生物學(xué)》(Current Biology)以封面文章報(bào)道了這一重大發(fā)現(xiàn)，這也是世界上首次報(bào)道三維立體保存的翼龍蛋。

這些蛋殼是由一層薄的鈣質(zhì)外層和厚的殼膜內(nèi)層組成的雙層結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)生一些爬行動(dòng)物如錦蛇的“軟殼蛋”極為相似。哈密翼龍這一新的翼龍類群及其蛋化石的發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)我國(guó)在翼龍的雌雄性別、個(gè)體發(fā)育、翼龍蛋宏觀形態(tài)及其蛋殼顯微結(jié)構(gòu)、生殖和生態(tài)習(xí)性等方面的研究都取得了重要進(jìn)展。這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是“翼龍研究200年來(lái)最令人激動(dòng)的發(fā)現(xiàn)之一”。

十幾年來(lái)，汪筱林率領(lǐng)的科考隊(duì)先后考察了哈密上千平方公里的戈壁大漠。2011—2016年間，又有重大發(fā)現(xiàn)。在一套夾有紅色泥巖礫屑的風(fēng)暴沉積的灰白色湖相砂巖中，在2.2米的化石富集剖面上，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了有8層富含翼龍化石的風(fēng)暴事件沉積。在其中一層約3平方米的砂巖中通過(guò)修理已經(jīng)暴露的翼龍蛋化石就有215枚，如果再加上巖石中沒有完全暴露的翼龍蛋，推測(cè)可達(dá)300枚，同時(shí)還有十余個(gè)頭骨和下頜，以及數(shù)量眾多的頭后骨骼。汪筱林說(shuō)：“大量翼龍蛋、胚胎和頭骨等骨骼化石的發(fā)現(xiàn)，顯示出哈密翼龍具有群居的生活習(xí)性，這里很可能是它的繁殖產(chǎn)蛋地點(diǎn)之一。”

翼龍嬰兒期會(huì)走不能飛，需父母照顧喂食

汪筱林團(tuán)隊(duì)對(duì)其中42枚翼龍蛋化石進(jìn)行了顯微修理或CT掃描，確定其中16枚保留了三維立體的胚胎，這是世界上首批發(fā)現(xiàn)的三維立體翼龍胚胎化石。

其中，13號(hào)胚胎是所有胚胎中骨骼保存最完整的。通過(guò)CT掃描和三維重建，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)胚胎的股骨已完全發(fā)育，具有了與亞成年或成年個(gè)體一致的股骨頭和明顯收縮的股骨頸。中科院古脊椎所蔣順興博士說(shuō)，這意味著很可能哈密翼龍孵化后就具備了在陸地上行走的能力;同時(shí)，其左右兩側(cè)的肱骨卻還沒有發(fā)育完全，還不具有彎曲的三角肌脊，這一結(jié)構(gòu)是翼龍附著與飛行相關(guān)的胸肌的位置，意味著翼龍孵化后很可能還不具備飛行能力，只有行走能力。

在11號(hào)胚胎中也觀察到了這種前肢沒有完全發(fā)育的現(xiàn)象。在翼龍的亞成年或者成年個(gè)體中，肩胛骨都會(huì)發(fā)育有明顯的肩胛骨突，即使是在最小的一件幼年個(gè)體的肩胛骨上也有這一結(jié)構(gòu)，這是附著大圓肌的位置，這一肌肉對(duì)在飛行中抬升翅膀具有重要的作用。然而在11號(hào)胚胎中的肩胛骨上這一結(jié)構(gòu)卻還沒有發(fā)育，也意味著哈密翼龍?jiān)诜趸罂赡懿痪哂酗w行能力。

團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，哈密翼龍后肢發(fā)育速度較前肢快，孵化之后的嬰兒具有地面行動(dòng)能力，但不能飛行;在一件具有下頜的胚胎中沒有發(fā)現(xiàn)牙齒，認(rèn)為哈密翼龍的牙齒萌發(fā)較晚，估計(jì)出生后也不能主動(dòng)捕食，需要父母喂食照料。汪筱林說(shuō)，雖然翼龍是一種相對(duì)早熟型的胚胎發(fā)育模式，但其胚胎發(fā)育并不像之前認(rèn)為的那么早熟，還需要成年翼龍的照顧。